Corriente alterna

TEMA 6 CORRIENTE ALTERNA

CARACTERÍSTICAS DE LA CORRIENTE ALTERNA
Un circuito de corriente alterna consta de una combinación de elementos: resistencias, condensadores y bobinas y un generador que suministra la corriente alterna. Un alternador es un generador de corriente alterna que se basa en la inducción de una f. e. m al girar una espira (o bobina) en el seno de un campo magnético debida ala variación de flujo. Según va girando la espira varía el número de líneas de campo magnético que la atraviesan.

Una f. e. m alterna se produce mediante la rotación de una bobina con velocidad angular constante dentro de un campo magnético uniforme entre los polos de un imán. V = V0 sen(ω t)

Frecuencia
La corriente alterna se caracteriza porque su sentido cambia alternativamente con eltiempo. Ello es debido a que el generador que la produce invierte periódicamente sus dos polos eléctricos, convirtiendo el positivo en negativo y viceversa. Este hecho se repite periódicamente a razón de 50 veces cada segundo (frecuencia de la corriente en Europa 50 Hz o ciclos/seg) La frecuencia (f) es el número de ciclos, vueltas o revoluciones que realiza la espira en 1 segundo. La unidad defrecuencia son los Hertzios (Hz) o ciclos/seg. Sin embargo, es muy común dar la frecuencia en revoluciones por minuto (r. p. m), para realizar el cambio de unidades correspondiente basta con multiplicar por 2. π ( número de radianes de una vuelta completa) y dividir por 60 (número de segundos que hay en un minuto)

Periodo
Existe otra magnitud, inversa a ésta, que es el periodo (T) que es eltiempo que invierte la espira es dar una vuelta. f=1/T La unidad del periodo es el segundo. T=1/f

Velocidad angular
Como verás ambas magnitudes están relacionadas con la velocidad con que gira la espira (ω) y se pueden determinar aplicando la relación: ω = 2. π / T ω = 2. π. f

Si analizamos los que ocurre al dar una vuelta la espira veremos que: En el semiciclo positivo: - Cuando la espirapemanece paralela a las caras del imán el flujo es máximo y la f. e. m, y por tanto, la tensión e intensidad son nulas. - Al dar el primer cuarto de vuelta el flujo es mínimo y la f. e. m, tensión e intensidad son máximas. - En el segundo cuarto de vuelta vuelven a descender hasta cero los valores de f. e. m, tensión e intensidad. En el semiciclo negativo: - En el tercer cuarto de vuelta la f. e. m ypor tanto la tensión cambia de signo y la corriente cambia de sentido (las cargas que supongamos se movían hacia la derecha lo harían ahora hacia la izquierda). Se vuelve a alcanzar un valor máximo de tensión e intensidad, el mismo que en el primer cuarto de vuelta pero en sentido opuesto. - Al completarse la vuelta con el útimo cuarto disminuyen de nuevo hasta anularse los valores de f. e. m,tensión e intensidad para volver a comenzar un nuevo ciclo.

Valores instantáneos, máximos y eficaces de tensión e intensidad
Los valores de f. e. m e intensidad varían periódicamente en función de la posición de la bobina respecto a las líneas de campo. a) en un instante cualquiera V = V 0. sen(ωt) b) valores máximos (cuando sen(ωt) = 1) V=V0 I=I0 I = I 0. sen(ωt)

c) valores eficaces,correspondientes al 70% del valor máximo V e = V 0 / 1,41 I e = I 0 / 1,41

Ley de Ohm en corriente alterna
En corriente continua sólo había un valor de V e I constantes ambos, en corriente alterna al aplicar la ley de Ohm lo haremos con los valores máximos de V e I o bien con los valores eficaces. V e = I e. Z o bien V 0 = I 0. Z

Impedancia
La resolución de circuitos en corriente alterna se basa,igual que en corriente continua, en la aplicación de la ley de Ohm, salvo que ahora en lugar de resistencia trabajaremos con impedancia (Z)

La impedancia, de alguna forma, se trata de la combinación de las resistencias y reactancias debidas a todos los componentes del circuito: R = resistencia óhmica (Ω) R L debida a la bobina = inductancia o reactancia inductiva = L .ω (Ω) R c debida al...