Practica fisica

CIRCUITOS DE CORRIENTE ALTENNA (C.A.)

1. OBJETIVOS

1.- Resolución de circuitos de A.C.

2. FUNDAMENTO TEORICO

2.1. Corriente alterna

2.1.1. Concepto de CA.

Se denomina corriente alterna (CA o AC en ingles) a la corriente eléctrica en la que la magnitud y dirección varían cíclicamente (cambia repetidamente de polaridad) esto es, su voltaje instantáneo va cambiando en el tiempodesde 0 a un máximo positivo, vuelve a cero y continúa hasta otro máximo negativo y así sucesivamente.

La corriente alterna más comúnmente utilizada cambia sus valores instantáneos de acuerdo con la función trigonometrica seno, puesto que se consigue una transmisión más eficiente de la energía de ahí la denominación de corriente alterna sinusoidal. Sin embargo, en ciertas aplicaciones se utilizanotras formas de onda periódicas, tales como la triangular o la cuadrada.

2.1.2. Corriente alterna Vs continua.

La razón del amplio uso de la corriente alterna viene determinada por su facilidad de transformación, cualidad de la que carece la corriente continua.

La energía eléctrica viene dada por el producto de la tensión, la intensidad y el tiempo. Dado que la sección de los conductoresde las líneas de transporte de energía eléctrica dependen de la intensidad, podemos, mediante un transformador, elevar el voltaje hasta altos valores (alta tensión). Con esto la misma energía puede ser distribuida a largas distancias con bajas intensidades de corriente y, por tanto, con bajas pérdidas por causa del efecto Joule. Una vez en el punto de utilización o en sus cercanías, el voltajepuede ser de nuevo reducido para su uso industrial o doméstico de forma cómoda y segura.

2.1.3. Las matemáticas y la CA senoidal.

Algunos tipos de ondas periódicas tienen el inconveniente de no tener definida su expresión matemática, por lo que no se puede operar analíticamente con ellas. Por el contrario, la onda senoidal no tiene esta indeterminación matemática y presenta las siguientesventajas:

- La función seno está perfectamente definida mediante su expresión analítica y gráfica. Mediante la teoría de los números complejos se analizan con suma facilidad los circuitos de alterna.
- Las ondas periódicas no senoidales se pueden descomponer en suma de una serie de ondas senoidales de diferentes frecuencias que reciben el nombre de armónicos. Esto es una aplicación directa de lasseries de Fourier.

- Se pueden generar con facilidad y en magnitudes de valores elevados para facilitar el transporte de la energía eléctrica.
Su transformación en otras ondas de distinta magnitud se consigue con facilidad mediante la utilización de transformadores.

2.1.4. Onda senoidal.














Una señal senoidal a(t), tensión v(t), o corriente i(t), se puede expresarmatemáticamente según sus parámetros característicos, como una función del tiempo por medio de la siguiente ecuación:


Donde:

A0 = Es la amplitud en voltios o amperios (también llamado valor máximo o de pico),
ω = La pulsación en radianes/segundo,
t = El tiempo en segundos,
β = El ángulo de fase inicial en radianes.

Dado que la velocidad angular es más interesante paramatemáticos que para ingenieros, la fórmula anterior se suele expresar como:


Donde f es la frecuencia en hercios (Hz) y equivale a la inversa del período (f=1/T). Los valores más empleados en la distribución son 50 Hz y 60 Hz.

2.1.5. Valores significativos.

2.1.5.1. Valor instantáneo a(t).

Es el que toma la ordenada en un instante, t, determinado.

2.1.5.2. Valor pico a pico App.Diferencia entre su pico o máximo positivo y su pico negativo. Dado que el valor máximo de sen(x) es +1 y el valor mínimo es -1, una señal senoidal que oscila entre +A0 y -A0. El valor de pico a pico, escrito como AP-P, es por lo tanto (+A0)-(-A0) = 2A0.

2.1.5.3. Valor medio Amed.

Valor del área que forma con el eje de abcisas partido por su período. El área se considera positiva si está por...