ONDAS DE SEÑAL

ONDAS DE SEÑAL: ONDA ALTERNA SENOIDAL

1.1.- Clasificación de ondas.
1.2.- Valores asociados a las ondas periódicas
1.3.- Onda alterna senoidal.
1.3.1.- Generación de una tensión alterna senoidal.
1.3.2.- Valores asociados a las ondas senoidales.
1.3.3.- Representación cartesiana: Expresión de Fourier.
1.3.4.- Representación simbólica senoidal: forma exponencial y polar.
1.3.5.-Definición de Fasor.
1.3.6.- Representación fasorial de las magnitudes eléctricas senoidales de igual frecuencia y diferente fase.


ONDAS DE SEÑAL: ONDA ALTERNA SENOIDAL

Hasta ahora, hemos analizado las características de los elementos y el comportamiento de sus conexiones. En este tema vamos a iniciar el estudio de las señales (tensión e intensidad de la corriente eléctrica) y los métodos que seutilizan para describir y cuantificar sus características.

La señal tensión o intensidad de la corriente es, generalmente, una magnitud que varía con el tiempo, la representación de esta variación o la ecuación que lo describe recibe el nombre de "Forma de ONDA" u “ONDA”.

UNA ONDA ES UNA GRÁFICA O ECUACIÓN QUE DA UNA DESCRIPCIÓN COMPLETA DE LA SEÑAL EN FUNCIÓN DEL TIEMPO

En las figurassiguientes se muestran algunas formas de onda de uso frecuente:



1.1.- CLASIFICACIÓN DE ONDAS

Según signo de la magnitud

- Bidireccional: Polaridad de la magnitud (+) y (-) y cambia con el tiempo.

Ejemplos: onda senoidal, triangular, etc.

- Unidireccional: Polaridad única. Ejemplos: tren de impulsos, onda exponencial, dientes de sierra, etc.

Especial significación tienen enelectrotecnia la onda bidireccional senoidal, onda exponencial, escalón unitario y la función rampa.

Según repetición del valor de la magnitud con el tiempo

- Funciones periódicas: El valor de magnitud se repite con el tiempo a intervalos iguales. Su expresión más general es:

donde n es un número entero y T es una constante llamada PERÍODO.

Es decir, la función se repite cada vez quetranscurre un tiempo T ( PERÍODO).

Otras características de la onda periódica son:

Ciclo: Parte de una onda comprendida entre t y t + T, o sea en un intervalo de tiempo igual a un período.

Frecuencia (f): Número de ciclos que se repite la onda en la unidad de tiempo.
Según esto, se podrá escribir: f . T = 1 de donde la frecuencia es la inversa del período. La unidad de frecuencia es elciclo por segundo o hercio (Hz).

Fase: Fracción de período transcurrido desde el instante que tomamos como referencia.

Funciones no periódicas: Son aquéllas en el que el valor que toma la función es arbitraria con el tiempo.


1.2.- VALORES ASOCIADOS A LAS ONDAS PERIÓDICAS

Cualquier función periódica se caracteriza por una serie de parámetros, que son los anteriormente enunciados (ciclo,período, fase), además existen una serie de valores asociados a estas que nos proporcionan cierta información para poder comparar diferentes funciones de las ondas, estos son:

Valores de cresta o de pico: Son los valores máximos y mínimos que toma la función. Si la señal es e(t) se designarán respectivamente por “EMAX“y “EMIN”.

En caso de una onda periódica y simétrica respecto al eje deltiempo la AMPLITUD corresponde al valor máximo o mínimo (valor de cresta) en valor absoluto.

Si la señal es e(t), la notación del valor de cresta o amplitud es "E0".

Valor de cresta a cresta: Diferencia algebraica entre el valor máximo y mínimo.

También se le llama valor de pico a pico, y es siempre un número positivo.



Si la señal es e(t), la notación del valor de pico a pico será:ECC = EPP = EMAX - EMIN

Valor medio: Promedio integral en un período, "Em". Geométricamente el área que comprende la función durante un período debe ser igual al área de un rectángulo cuya altura es el valor medio y la base el período:

de donde

Nota: Comprobemos que el valor medio, Imed, de una corriente periódica, i=i(t), de período T, es el valor de una corriente continua que en...