Corriente Alterna

Experimentación de Física II

miércoles 31 de octubre de 2012

CORRIENTE ALTERNA
Galeano Juan Sebastián, Cuadros Dixon Efraín, García Juan Camilo
Universidad del Valle
Resumen: Al encontrar circuitos alimentados con corriente alterna (cosa que encontramos a diario en la
vida cotidiana), podemos notar una gran diferencia en comparación a los alimentados con corriente directa,
ya quepresenta según sus ecuaciones un desfase entre sus atributos (voltaje y corriente) dependiendo de los
elementos que alimentan el circuito (elementos no lineales como bobinas o capacitores). Dentro de este
informe de laboratorio estudiaremos dos tipos de circuitos alimentados con corriente alterna (circuito RC y
RL), dentro de los mismos estudiaremos la dependencia del desfase entre el voltaje y lacorriente
dependiendo de los elementos del circuito y la frecuencia de la señal aplicada al mismo.
1. INTRODUCCIÓN
La corriente alterna en el análisis de circuitos se
denomina físicamente como la corriente eléctrica a
través de un circuito donde es notable el cambio
critico de la magnitud y el sentido de la misma.
Existen varias maneras de inyección de corriente
alterna, pero la mas usadaes sin duda la función
senoidal, esto gracias a que con este tipo de
oscilación se consigue una transmisión mas
eficiente de energía dentro del circuito. [1]

Figura1. Montaje de corriente alterna RL en serie.

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(1)
(2)
(3)

1.1 Fundamentos teóricos.
A la hora de comprender el comportamiento de los
circuitos alimentados con corriente alterna nosencontramos con alto grado de complejidad a la
hora de estudiar las ecuaciones resultantes del
análisis de circuitos. Para lograr comprender la
complejidad de lo anterior debemos valernos de
los principales conceptos de la corriente alterna que
como características principales presenta una
amplitud la cual depende de la magnitud física que
esta evaluada en la ecuación (voltaje o corriente),
enel caso de las señales senoidales esta amplitud
viene dada por los valores iniciales de directa del
circuito. (Vo-Io). También debemos reconocer a
las funciones de alternas como funciones
periódicas en el tiempo y que por lo tanto tienen
una frecuencia de oscilación angular ω=2πf, y un
ángulo de fase Ø.
Dentro de los montajes más sencillos alimentados
con corriente alterna (figuras 1 y2), encontramos
los siguientes montajes con sus respectivas
ecuaciones dadas del análisis de circuitos
correspondiente.

Figura2. Montaje de corriente alterna RC en serie.

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(4)

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(6)

En un circuito RC el voltaje es:
()
()
Mientras que la corriente es:
()
(

(7)
)

El voltaje que marca la resistencia será:
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(
)
El voltaje en elcondensador es:
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(
)

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miércoles 31 de octubre de 2012

Es de notar que el voltaje en el capacitor se atrasa
respecto al voltaje aplicado una fase ϕ.
En un circuito RL el voltaje es:
()
()

(11)

Mientras que la corriente es:
()
(
)

(12)
Figura4. Montaje general para el estudio del sistema RL serie.

El voltaje quemarca la resistencia será:
()
(
)

(13)

El voltaje en la inductancia es:
()
(

(14)

)

En este caso, ahora el voltaje en el inductor se
adelanta una fase (π/2 – ϕ).
De las anteriores ecuaciones podemos ver como
fueron definidos cada uno de los valores propios
de una señal senoidal alterna. En estas últimas
ecuaciones deduciremos teóricamente como son
las expresiones matemáticaspara hallar el ángulo
de fase de la señal respecto a la frecuencia y a los
elementos del circuito. [2]
(15)
(16)
2. MÉTODO
Dentro de lo especificado en la guía de laboratorio
debimos estudiar por dos partes el comportamiento
de la corriente alterna y sus dependencias con
distintos atributos, para ello nos valimos de un
osciloscopio, elementos activos y pasivos de
circuitos, y de...