circuitos electricos c.a.

Fundamentos de Electrónica - Análisis de Circuitos en Corriente Alterna

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Análisis de Circuitos en Corriente Alterna
1. Introducción:
Continuando con el estudio de los principios básicos que rigen el comportamiento de
los circuitos eléctricos y electrónicos, el presente apunte centra la atención en los
circuitos excitados por señales sinusoidales alternas de corriente o de votaje. Lateoría
de circuitos de corriente alterna es fundamental para la comprensión de los fenómenos
que se producen en cualquier equipo electrónico.
Se definirá inicialmente que es una señal de corriente alterna y se describirá
brevemente los parámetros más importantes que se utilizan para caracterizar
cuantitativamente una señal de este tipo, haciendo énfasis en la fase, a continuación,
seanalizarán las relaciones básicas de corriente, voltaje y fase en resistencias,
condensadoresm bobinas y circuitos RL, RC, RLC serie y paralelo.
A lo largo del estudio se introducirá una serie de conceptos, técnicas y convenciones
que nos permitirán analizar los circuitos de corriente alterna por los mismos métodos
generales utilizados para el análisis de circuitos de corriente continua.

2. ConceptosBásicos de Corriente Alterna
Una corriente alterna (AC) se caracteriza, fundamentalmente, porque su polaridad o
sentido de circulación a través de un circuito no es único y porque no tiene un valor
constante a través del tiempo sino que este varía cíclica o periódicamente. En la figura
1. Se ilustra gráficamente, desde este punto de vista, la diferencia entre una corriente
continua y unacorriente alterna.
+

a) DC

A
mp
litu 0
d

A
t1

Tiempo(t)

+

b) AC

A
mp
litu 0
d

1 Ciclo

A1
t1

-

A2

Tiempo(t)

Figura 1: Corriente Alterna vs corriente continua

En ambos casos, el eje horizontal representa el tiempo y el eje vertical la amplitud o
la intensidad de la corriente. El punto t1 marca el instante en el cual se cierra el

PMR/pmr Mayo de2002

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circuito y comienza a circular la corriente. Las porciones positivas de cada gráfica
indican los intervalos de tiempo durante los cuales la corriente circula en una dirección
y las porciones negativas los intervalos durante los cuales lo hace en dirección
opuesta.

En el caso CC o DC (figura 1-a), lacorriente arranca de cero y crece instantáneamente
hasta alcanzar un valor constante (A). En el caso AC (figura 1-b), la corriente
comienza en cero, se incrementa progresivamente hasta alcanzar un valor máximo
positivos (A1) y luego regresar gradualmente a cero. A partir de este instante, la
dirección de circulación de la corriente se invierte y se repite el proceso.
Lo anterior implica que lacorriente crece progresivamente desde
un máximo valor negativo (A2) y luego disminuye gradualmente
vez a cero, finalizando lo que se denomina un ciclo y dando origen
número de veces que se repite el ciclo en un segundo se denomina
señal, se ampliara este y otros conceptos mas adelante.

cero hasta alcanzar
hasta retornar otra
al ciclo siguiente. El
la frecuencia de la

La forma de ondamostrada en la figura 1-b corresponde a una señal sinusoidal y es la
que se utilizará a los largo del apunte para analizar el comportamiento de los circuitos
de corriente alterna. No obstante, los circuitos electrónicos en general pueden ser
excitados por formas de onda que no son necesariamente sinusoidales; la figura 2
muestra algunos ejemplos.
+

+

0

0
t
-

Rizado

-

Cuadrada+

+

0

0

-

Diente de Sierra

-

Pulsos

Figura 2: Otras forma de Ondas

Todas estas señales tienen un patrón regular: son periódicas, esto es sus formas de
onda se repiten exactamente en el tiempo a intervalos regulares. Como se ilustra en la
figura 3, cualquier señal periódica compleja siempre es el resultado de la superposición
o suma de varias señales sinusoidales...