analisis del magnetismo




Maestro: Caralampio Urbina.
Nombre de la materia: análisis de los fenómenos electromagnéticos y ópticos.
Titulo: aplicación de la corriente alterna.














Aplicaciones de la corriente alterna.

Introducción.
Se denomina corriente alterna (abreviada de CA en español y AC en ingles de alternin current) ala corriente eléctrica en la que la magnitud y direcciónvarían cíclicamente. La forma de la corriente alterna mas comúnmente utilizada es la de una onda cenoidal. Sin embargo en ciertas aplicaciones se utiliza la triangular o la cuadrada.
Las primeras fuentes de energía eléctrica que usaron ampliamente proporcionaban corriente directa. Pero, mientras mejor se conocían las carac­terísticas de la corriente alterna, ésta fue sustituyendo a la corrientedirecta como la forma de energía más usada en el mundo. Actualmente, de toda la energía que se consume en el mundo, cerca del 90% es de corriente alterna. En Estados Unidos este porcentaje es aún mayor. Es cierto que aun allí hay colonias en las ciudades más antiguas en donde todavía se usa energía eléctrica de c-c; sin embargo, también en estas colonias se está cambiando gradualmente a c-a.
No debepensarse que se dejará de usar la c-c y que toda la electricidad utilizada será de c-a. Hay muchas aplicaciones en donde sólo la c-c puede efectuar la función deseada, especialmente en el interior de equipo eléctrico.
Conclusión.
La corriente alterna se produce al hacer girar una bobina con movimiento circular uniforme en un campo magnético homogéneo.
Se produce una fem que varía de formasinusoidal, según la ecuación:
fem=Em·sen(2·π·f·t+φ)
donde la fuerza electromotriz máxima vale: Em=n·B·S· w.
siendo w=2·π·f,
y f es la frecuencia de giro de la bobina.








Generadores de corriente alterna.
En cuanto a su análisis, todo lo visto en los circuitos de corriente continua es válido para los de alterna con la salvedad que habrá que operar con númeroscomplejos con ecuaciones diferenciales. Además también se usa las transformadas de Laplace y Fourier. En estos circuitos, las ondas electrómagnéticas suelen aparecer caracterizadas como fasores según su módulo y fase, permitiendo un análisis más sencillo. Además se deberán tener en cuenta las siguientes condiciones:
1. todas las fuentes deben ser sinusoidales;
2. debe estar en régimen estacionario, esdecir, después de que los fenómenos transitorios que se producen a la conexión del circuito se hayan atenuado completamente;
3. todos los componentes del circuito deben ser lineales, o trabajar en un régimen tal que puedan considerarse como lineales. Los circuitos con diodos están excluidos y los resultados con inductores con núcleo ferromagnético serán solo aproximaciones.
De forma que paraconocer el funcionamiento de un circuito se aplican las leyes de Kirchhoff, resolviendo un sistema de ecuaciones diferenciales, para determinar la tensión e intensidad en cada una de las ramas. Como este proceso se hace extremadamente laborioso cuando el circuito tiene más de dos bobinas o condensadoreso que se hace en la práctica es escribir las ecuaciones del circuito y después simplificarlas através de la Transformada de Laplace.
Si suponemos que inicialmente el condensador está cargado, entre las armaduras el campo eléctrico (E) será máximo y tendrá toda la energía del sistema. La corriente en el circuito en tanto, será nula. Al empezar a descargarse, la corriente circulará por la bobina y se inducirá en ella una fem que alcanzará su valor máximo cuando el condensador estédescargado. En la bobina el campo magnético (B) será máximo mientras en el condensador el campo eléctrico será nulo. En esta etapa la bobina tiene almacenada toda la energía del sistema. La energía pasará nuevamente al condensador y así sucesivamente, con lo cual se establecerá en el circuito una corriente oscilante.
Ejemplo.
La corriente alterna es de gran importancia, entre otras cosas, porque nos...