Estudiante

Circuitos de corriente alterna monofásica
Teoría:
Generador de tensión Alterna

Un alternador es básicamente una maquina que tiene un campo magnético y espiras que giran en su interior impulsadas por alguna energía mecánica externa (en la practica la espira se deja quieta y se hace girar el imán).
Una espira ubicada en un campo magnético girando con una velocidad angular omega es atravesadapor un θ función senoidal del ángulo de posición (α). En la posición B de la espira el campo que la atraviesa es 0 (espira paralela al campo) y en la posición A el campo es el mayor θ magnética.
Según la física la velocidad angular es el ángulo sobre el tiempo (ω=αt) por lo tanto al ángulo lo podemos poner en función de la velocidad angular (α=ω.t) ∅=∅sinω.t
La espira al girar inducirá femen los conductores activos en función de la Ley de Lenz:
e=d∅dt
Reemplazando la función de flujo y derivando la función en el tiempo obtenemos en forma analítica el valor de la fem generada por la espira.
e=-N∅.m.ω.cos(ωt)
Cuando la espira este en la posición B todo el campo magnético pasa por la espira y el ∅ es máximo, pero como vemos en la deducción la fem es mínima. Los conductores eneste punto se mueven paralelos al campo magnético, por lo tanto no generan fem.
En la posición A los conductores se mueven perpendicular al campo por lo tanto la generación es máxima, pero el flujo es igual a 0.
Tendremos un desfasaje de 90° entre el flujo y la fem generada.
Vamos a ver las partes de una onda alterna generada por una espira.
e=Emax.sen (ωt) t=2πf
Vamos a definir la frecuenciacomo la cantidad de ciclos por segundos (f) se mide ( c/s) pero la unidad es (1/s), se le llama también (Hz).
Un ciclo va de un punto al próximo punto consecutivo donde comienza a repetirse la onda.
Los valores instantáneos variables en el tiempo deben ser escritos con letras minúsculas y pueden ir en función del tiempo.
Los valores constantes se deben poner con mayúscula y no serán variables enel tiempo.
El valor máximo es un valor constante. El eje de aristas puede estar graduado en valores del tiempo o angulares y los valores angulares en radianes o grados sexagesimales.
Valores medios y valores eficaces
Se denomina valor medio al valor promedio matemático.
Definimos el valor eficaz de una onda de alterna como el valor en continua que debería tener esa onda para genera el mismocalor sobre la misma resistencia.
Emed=1Ti tdt
Emed=12πi ωtdt
El valor promedio de una onda senoidal o cosenoidal es 0. Si esta sinusoide está montada sobre una continua el valor promedio es la continua.
Se define como valor eficaz a la siguiente ecuación:

I2=1T i2tdt
Aplicando esta función a una función sen (ωt):
Ief=12πImax2 sen2ωtdt
Ief=Imax22π12-cosRωt2 dt
Ief=Imax2π22π
Ief=Imax2Aplicando las secuencias vistas a una onda senoidal logramos ver que un valor eficaz se obtiene dividiendo un valor de pico por raíz de 2.
Para cada forma de onda el valor eficaz es distinto hay que aplicar a cada caso particular el valor de definición medido y eficaz correspondientes.
Carga resistiva en C.A.

Ur=Umax sen(ωt)
i=UrR
It=Ur tR=Umax sen ωtR
It=Umax sen (ωt)
Si alimentamosuna R con una tensión sinoidal la I circulante se obtiene por ley de ohm, así obtenemos que la corriente tendrá un valor de pico igual a Umax sobre R y estará en fase con la tensión. El máximo de la tensión coincide con el máximo de la I al igual que los senos.
Potencia de una carga resistiva pura

Teníamos para una carga resistiva que la tensión y la corriente estaban en fase.
Ur=Umax sen (ωt)i=Imax sen (ωt)
Ur=Umax sen (ωt)
pt=Ur.i=Umax.Imax sen2 (ωt)
sen2 ωt=1-cos(2ωt) 2
p(t)=Umax Imax2 (1-cos(2ωt))
pt=Umax Imax2=Umax2 . Imax2
P=Uef.Ief En “w”
Ir=I.cosφ
P=Uef.Ief.cosφ
P=Uef. cosφ. Ief
“p” se llama a la potencia instantánea, “P” la potencia activa. Deducimos que la potencia instantánea es una curva siempre positiva que tiene un valor promedio Umax.Imax2...