Corriente alterna

CORRIENTE ALTERNA

ORIENTACIONES
OBJETIVO: Que el estudiante comprenda el comportamiento de un
condensador y un inductor, cuando se conectan a una fuente de
voltaje alterno a través de una resistencia.
El estudiante para lograr los objetivos específicos de la Unidad 1
debe conocer y estar entrenado en los temas previos:
• En el tutorial de física III, se analizaron los procesos decorriente
transitoria en circuitos RC y RL.
• En estos circuitos se utilizo una fuente de voltaje continuo y se
observó la variación de la corriente en función del tiempo.
• En este tutorial, se va analizar las características de un
condensador y una bobina conectados a una fuente alterna.

CONTENIDOS TEMÁTICOS
CORRIENTE ALTERNA
1.-FUENTES DE CA Y FASORES.
2.-RESISTORES EN UN CIRCUITO DE CA.3.-INDUCTORES EN UN CIRCUITO DE CA.
4.-CAPACITORES EN UN CIRCUITO DE CA.
5.-POTENCIA EN UN CIRCUITO DE CA.

INTRODUCCION
• EN NUESTRA VIDA DIARIA ESTAMOS RODEADOS DE
ARTEFACTOS ELECTRODOMESTICOS, ILUMINARIAS,MOTORES
ELECTRICOS, ETC,QUE NECESITAN EL USO DE LA CORRIENTE
ALTERNA COMO FUENTE DE ALIMENTACION PARA SUS DICHOS
FUNCIONAMIENTOS, POR ESO VEMOS LA IMPORTANCIA DEL
ESTUDIO DE LAMISMA.

MOTIVACION 1

Trasmisión de energía
inducción magnética
• Video

eléctrica

por

FUENTES DE CA
• UN CIRCUITO DE C.A. SE COMPONE DE ELEMENTOS DE
CIRCUITO Y UN GENERADOR QUE PROPORCIONA LA
CORRIENTE ALTERNA. EL PRINCIPIO BASICO DEL GENERADOR
DE CA ES UNA CONSECUENCIA DIRECTA DE LA LEY DE LA
INDUCCION DE FARADAY.
• CUANDO UNA ESPIRA CONDUCTORA SE HACE GIRAR EN UN
CANPOMAGENTICO A FRECUENCIA ANGULAR CONSTANTE W ,
SE INDUCE UN VOLTAJE SINUSOIDAL (fem) .
• ESTE VOLTAJE ES:
v = Vmax sen Wt
• A PARTIR DE ESTA ECUACION DEFINIMOS QUE LA
FRECUENCIA ANGULAR ES:

Producción de fem alternas sinusoidales
Se dice que una corriente es alterna si cambia de sentido periódicamente.
Generador de
corriente alterna

Una espira que gira con velocidad angular constanteen el seno de un campo magnético uniforme

 B  B S cos 
Como:    t  o

B  B S cos( t  o )

Tomando o=π/2, para una
espira con N vueltas
Aplicando la ley de Faraday

  o cos  t

 B   N B S sen t


d B
 N B S cos  t
dt

Generador de corriente alterna

H
L

REPRESENTACIÓN
e

V

Generador

de corriente

alterna

4
2

p

2p

3pH
L

Ts

-2
-4

T

o: Amplitud de la función

Fuerza electromotriz máxima

T=2p/: Periodo de la fem

Tiempo que tarda en recorrer un ciclo completo

f=1/T: Frecuencia

Ciclos realizados por unidad de tiempo (Hz)

Valores medios y eficaces
Caracterización de una corriente utilizando valores medios
T

T

f



1
f dt
T
0

V



1
V dt
T
0
T

I

1
I dt
T
0

Si V  Vo cos t con T 

2p


T


1
2
V
Vocost dt  Vo sent 0 p /   0
2p
2p


0

T

I


1
2
Iocost dt  Io sent 0 p /   0
2p
2p


0

Los valores medios no
dan información sobre las
corrientes alternas.

Caracterización de las corrientes alternas utilizando
valores eficaces
Vef 
f ef 

T

V


2
2

Vocos2t dt  Vo
2p
2p



2

0

T

I

2

22
2

Iocos t dt  Io
2p
2p


0

Ief 

f2

V2
I2

2p / 


0

2
cos 2t  1
 2 1 2p V0
dt  Vo

2
2p
2
2

Vef 

Vo
2

Ief 

Io
2

2p / 


0

2
cos 2t  1
 2 1 2p I 0
dt  Io

2
2p 2  2

Los voltímetros y amperímetros están diseñados para medir
valores eficaces de la corrienteo la tensión.

Voltaje de corriente alterna (CA) y de corriente directa (CD)
200
150
100
50
0
-50

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

VCD
VCA

-100
-150
-200

• voltaje alterno de un contacto de alimentación de 120 V,
• voltaje resultante de conectar diez acumuladores de 12V en serie

Valor rms de un voltaje senoidal y valor de
corriente directa equivalente
El...