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Circuitos el_ectricos de corriente
alterna
4.1. Introducci_on
Llamamos corriente alterna a aquella corriente cuya intensidad es una
funci_on sinusoidal del tiempo, es decir, una corriente que peri_odicamente
cambia de direcci_on y sentido; por tanto, no es posible asociar una direcci_on
_ja a la corriente en los circuitos de corriente alterna. La energ__a el_ectrica
que se obtiene de lared es alterna y de forma sinusoidal. Es el tipo de energ__a
que proporcionan las m_aquinas generadoras de las centrales el_ectricas.
La raz_on fundamental de que en la red se suministre corriente alterna en
vez de continua se basa en que _esta puede transformarse f_acilmente (mediante
transformadores) y reduce los costes de transporte y permite disponer
f_acilmente de diferentes valores detensi_on seg_un las aplicaciones. Puede
transportarse a largas distancias a tensiones elevadas y corrientes bajas para
reducir las p_erdidas de energ__a en forma de calor por efecto Joule.
En este cap__tulo repasaremos todas las herramientas necesarias para el
an_alisis de circuito en corriente alterna en su estado estable, pues es una extensi
_on natural de los m_etodos vistos en cap__tulosanteriores, bastar_a sustituir
la resistencia por su equivalente en el caso de corriente alterna: la impedancia.
Pero previamente introduciremos algunos conceptos necesarios que, a modo
de recordatorio, ser_an necesarios para un correcto entendimiento del tema.
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4.2. Caracter__sticas b_asicas de las ondas sinu-
soidales
Ciclo Recorrido completo que hace la onda y que se repiteperi_odicamente.
Un ciclo se compone de dos semiciclos.
Amplitud Valor m_aximo que alcanza la onda, en el semiciclo positivo.
Periodo Tiempo necesario en generarse un ciclo completo. Su unidad es el
segundo.
Frecuencia N_umero de ciclos que se efect_uan en un segundo. Su unidad es el
Hz. Frecuencia y Periodo est_an relacionados por la siguiente expresi_on
f =
1
T
Velocidad angular _Angulo recorridopor unidad de tiempo (debido al movimiento
giratorio del generador). Su unidad es el rd/seg.
w = 2_f =
2_
T
Desfase de onda Las ondas, adem_as de diferir entre s__ en frecuencia y amplitud,
tambi_en pueden hacerlo en lo que se denomina relaci_on de fase.
Dos ondas de igual frecuencia se dicen que est_an en fase si sus valores
instant_aneos var__an a la vez, o sea, de forma sincronizada.Cuando existe un desplazamiento de tiempo entre la variaci_on de dos
ondas de igual frecuencia, se dice que est_an desfasadas.
El desfase entre dos ondas de igual frecuencia es la diferencia de tiempo
que hay entre dos puntos tomados de referencia, que pueden ser el inicio
de ciclo de una de ellas con respecto a la otra.
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Ya en el caso que nos ocupa, la corriente alterna, pasemos a de_niralgunos
t_erminos de uso habitual.
Tensi_on instant_anea El voltaje puede ser expresado como v = V sin(wt+
_) o bien v = V cos(wt+_������90o), donde V es la amplitud de tensi_on, wt
est_a expresado en radianes y _ en grados, por tanto, podemos conocer
en cada instante el valor del voltaje.
Tensi_on de pico Es la tensi_on m_axima instant_anea que se alcanza en el ciclo
Vp. Dentro de este cicloaparecen dos valores de pico: El del semiciclo
positivo (+Vp) y el del semiciclo negativo (������Vp).
Tensi_on de pico a pico Tensi_on entre los dos valores. Se representa usualmente
por Vpp. Este es igual a Vpp = 2Vp.
Tensi_on media Es el valor medio de tensi_on. Si la onda es sim_etrica respecto
al eje de tiempos, o sea, la magnitud del semiciclo positivo es igual
a la del negativo,entonces el valor medio resultante del ciclo completo
es cero.
Tensi_on e_caz Este concepto est_a relacionado con la capacidad energ_etica
que puede desarrollar una corriente alterna en comparaci_on con una
corriente continua. Por cuestiones de tipo de e_ciencia energ_etica, se
hace necesario conocer el valor de tensi_on (o corriente) alterna que
pueda desarrollar la misma potencia el_ectrica...
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