Corriente Alterna

INFORME Nº4
CIRCUITOS DE CORRIENTE ALTERNA

1. OBJETIVOS:
* Determinar la corriente de una red monofásica cuando opera en configuración serie y cuando los mismos componentes están configurados en paralelo; en ambos casos se toma como ángulo de referencia el de la fuente de tensión a 0°
* Reconocer que si en el circuito se dan las características ya mencionadas anteriormente serándel tipo R-L-C. El manejo vectorial de todos los parámetros y su representación en el plano cartesiano indispensable

2. FUNDAMENTO TEÓRICO:
En corriente alterna aparecen dos nuevos conceptos relacionados con la oposición al paso de la corriente eléctrica. Se trata de la reactancia y la impedancia. Un circuito presentará reactancia si incluye condensadores y/o bobinas. La naturaleza de lareactancia es diferente a la de la resistencia eléctrica. En cuanto a la impedancia decir que es un concepto totalizador de los de resistencia y reactancia, ya que es la suma de ambos. Es por tanto un concepto más general que la simple resistencia o reactancia.
LA RESISTENCIA EN CORRIENTE ALTERNA:

La tensión vg tendrá un valor instantáneo que vendrá dado en todo momento por

En corriente alternala oposición al paso de la corriente eléctrica tiene dos componentes, una real y otra imaginaria. Dicha oposición ya no se llama resistencia sino impedancia, Z. La impedancia se expresa mediante un número complejo, por ejemplo de la forma a + jb, siendo a la parte real del número complejo y b su parte imaginaria. Pues bien, una resistencia presenta una impedancia que sólo tiene componente real,ya que la su componente imaginaria es de valor cero. Tendremos entonces que en el caso que nos ocupa la impedancia total del circuito será igual al valor que presente la resistencia R, ya que no existe ningún otro elemento en el circuito. Así pues:

Tras lo visto, podemos calcular el valor de la corriente i que circula por el circuito aplicando la Ley de Ohm:

Tenemos pues que i será, al igualque la tensión vg, de tipo alterna senoidal. Además, como el argumento de la función seno es el mismo en ambos casos, la corriente i estará en fase con la tensión vg:

El condensador en corriente alterna:

En este circuito el condensador presentará una oposición al paso de la corriente alterna. Dicha oposición se llama reactancia capacitiva. ¿Cuál es la naturaleza de la reactancia capacitiva?Este tipo de oposición al paso de la corriente eléctrica es de carácter reactivo, entendiendo tal cosa como una "reacción" que introduce el condensador cuando la tensión que se le aplica tiende a variar lentamente o nada. Cuando el condensador está totalmente descargado se comporta como un cortocircuito. Cuando está totalmente cargado como una resistencia de valor infinito. Para valoresintermedios de carga se comportará como una resistencia de valor intermedio, limitando la corriente a un determinado valor.
Como en corriente alterna el condensador está continuamente cargándose y descargándose, mientras más lentamente varíe la tensión (frecuencia baja) más tiempo estará el condensador en estado de casi carga que en estado de casi descarga, con lo que presentará de media una oposiciónalta al paso de la corriente. Para variaciones rápidas de la tensión (frecuencias altas) el efecto será el contrario y por tanto presentará una oposición baja al paso de la corriente. Podemos decir, por tanto, que la naturaleza de este tipo de oposición es de carácter electrostático: la carga almacenada en el condensador se opone a que éste siga cargándose y esta oposición será mayor cuanto más cargaacumule el condensador.
El circuito presentará una impedancia al paso de la corriente alterna dada por:

Donde Xc es la reactancia capacitiva que se calcula así:

Como puede apreciarse, la impedancia que presenta un condensador sólo tiene componente imaginaria o reactiva. 
¿Qué podemos decir de la corriente que circula por el circuito? Partamos de la conocida expresión que relaciona la...