Analisis

CIRCUITOS ELECTRICOS II

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Introducción.
En el análisis de Circuitos Eléctricos I se realizo un estudio con diferentes metodologías (Análisis de nodos, malla, superposición, teorema de Thevenin, Northon, etc.) con elementos (resistencias, inductancias, capacitancias) limitado únicamente con una excitación (fuente de voltaje y/o fuente de corriente) de CORRIENTEDIRECTA (C.D.) o sea que su magnitud es fija y constante, invariantes con el tiempo.

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En este curso de análisis de Circuitos Eléctricos II, los estudios de los circuitos eléctricos se realizarán con los mismos elementos y las mismas metodologías pero las fuentes de excitación que serán variantes en el tiempo, llamadas fuentes de corriente o fuentes de voltaje de CORRIENTEALTERNA (C.A.)

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Se dice que una corriente es alterna si cambia de sentido periódicamente.
Generador de corriente alterna Una espira que gira con velocidad angular constante en el seno de un campo magnético uniforme

* B ! B S cos U
Como

U ! [ t  Uo

* B ! B S cos([ t  Uo )
Tomando Uo=T/2, para una espira con N vueltas Aplicando la ley de Faraday

* B ! N B S sen[ t
d* B ! N B S[ cos [ t dt

I!

I ! I o cos [ t

Generador de corriente alterna

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Se denomina corriente alterna (abreviada CA en español y AC en inglés, de Alternating Current) a la corriente eléctrica en la que la magnitud y dirección varían cíclicamente, o se que tiene dos intervalos de tiempo regulares con dos niveles de valores positivos ynegativos. La forma de onda de la corriente alterna más comúnmente utilizada es la de una onda sinusoidal (figura 1), puesto que se consigue una transmisión más eficiente de la energía.

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‡ Forma de Onda Periódica.- Es aquella Periódica. que se repite en forma continua, después del mismo intervalo de tiempo. Ver figura tiempo. N° 1.

Figura N° 1.- Onda Alterna , en formasinusoidal.

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Sin embargo, en ciertas aplicaciones se utilizan otras formas de onda periódicas, tales como la triangular (figura N° 2) o la cuadrada, como se muestran en las figura N° 3.

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Figura N° 2.- Forma de Onda Triangular

Figura N° 3.- Forma de Onda Cuadrada

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‡ Una señal senoidal de tensión, potencia,etc., se puede matemáticamente de acuerdo características como una función en como la siguientes expresiones:

corriente, expresar a sus el tiempo

e1 t
! E m ™seno[t

i1 t
! I m™ cos eno[t

CIRCUITOS ELECTRICOS II La velocidad es de mayor interés para matemáticos que para los ingenieros, las formulas anteriores se pueden expresar como:

e1 t
! Em ™ seno2Tft

i1 t! I m ™ cos eno2Tft
Por lo tanto:

[ ! 2Tf

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Características de la Onda senoidal.
‡ Valor Instantáneo.- Es la magnitud de una forma de onda en cualquier instante de tiempo, se representa mediante letras minúsculas (e1,e2,e3,e4,e5,e6,e7,.. etc.), como se muestra en la figura N° 4.

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Figura N° 4.- ValorInstantáneo.

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‡ Amplitud Máxima.- Es el valor pico de una forma de onda medida a partir de su valor promedio o media, se representa mediante letras mayúsculas (Em para las fuentes de voltaje y Vm para una caída de voltaje que pasa por una carga). Figura N° 5.

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Figura N° 5.- Amplitud Máxima de una onda senoidal

CIRCUITOS ELECTRICOS II‡ Valor Pico.- Es el valor instantáneo máximo de una función medida a partir del nivel cero. ‡ Valor pico a pico.- Se representa mediante Ep-p ó Vp-p y es el voltaje completo entre los picos positivos y negativos de la forma de onda, ó sea, la suma de la magnitud de los picos positivos y negativos. Figura N° 6.

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Figura N° 6.- Valor pico, Valor pico a pico de una...