Reactancia

Los resistores presentan una oposición a la circulación de corriente que se manifiesta calentándose, es decir transformando energía eléctrica en energía térmica. Un resistor se calienta, tanto si por el circula una corriente alterna (CA) como si circula una corriente continua (CC) (Las abreviaturas pueden ser también AC y DC si el circuito tiene nomenclatura inglesa). Seguramente Ud. escuchóestos términos frecuentemente ¿pero sabe bien lo que quieren decir?

Con una señal de CC la corriente siempre tiene la misma dirección; puede aumentar o reducirse pero no cambiar de dirección. Convencionalmente se dice que la corriente circula desde el positivo al negativo de la batería. En realidad nosotros sabemos que no es así. La corriente circula desde un lugar con exceso de electrones a otrocon falta de electrones y por lo tanto podríamos decir que la convención adoptada es errónea. Pero es una convención, que se utiliza desde la época en que se conocía el fenómeno de la electricidad pero no se conocían sus principios y la costumbre le ganó a la realidad, de modo que la convención se sigue utilizando.

Con una señal de CA, la corriente llega a cambiar de dirección aunque sea por unpequeño intervalo de tiempo. No importa como sea la forma de la señal; si se invierte es una CA. Los capacitores y los inductores, si bien tienen un comportamiento específico en presencia de tensiones continuas, sabemos que ese comportamiento no va mucho mas allá que unos instantes después de la conexión a la fuente. Si conectamos un capacitor de 1 uF a una fuente de 1V y analizamos la corrienteluego de 6 horas de haberlo conectado seguramente el capacitor está totalmente cargado y no circulará ninguna corriente apreciable por el salvo la de fuga. En la figura 1 se puede observar una simulación de este fenómeno en donde observamos los primeros microsegundos después del cierre de la llave.

Fig.1 Carga de un capacitor
Fig.1 Carga de un capacitor

En rojo se observa la corriente por elcapacitor y en azul la tensión aplicada a la serie. Si hacemos algo similar con un inductor de 1 Hy conectado sobre una fuente de 1V, observaremos que después del momento de la conexión la corriente se establece en un valor de 1A. Esto se debe al resistor sensor de corriente, que limita la corriente máxima por el circuito.

Fig.2 Curva de corriente por un inductor
Fig.2 Curva de corriente porun inductor

Lo verdaderamente importante, cuando se utilizan capacitores e inductores es cuando se los conecta a una fuente de CA (corriente alterna) y no a fuentes de CC (corriente continua). En este caso, ambos componentes presentan una reacción a la fuente de corriente alterna que es el equivalente a la resistencia de un resistor y que se llama reactancia; pero con una salvedad muyimportante, no hay disipación de calor. El capacitor y el inductor ideal no transforman energía eléctrica o magnética en calor, solo producen intercambios de energía.

Señales típicas de CA

Nuestro laboratorio virtual nos va a ayudar a comprender este tema con toda claridad. Seguramente, al terminar el estudio del mismo, Ud. tendrá una idea tan clara de las diferentes señales utilizadas en laelectrónica que jamás olvidará esta lección.

Nuestro estudio de la electrónica comenzó en realidad con el circuito mas simple; una batería conectada a un resistor. En la Fig.3 le mostramos un circuito similar pero en lugar de usar una batería para producir una señal de CC vamos a utilizar un instrumento llamado generador de señales o generador de funciones, que provee las formas de señal mas utilizadasen la electrónica.

Fig.3 Circuito básico de CA
Fig.3 Circuito básico de CA

Predisponga la base de tiempo del LW en 10 mS (Tool > simulation > timing control) y abra el frente del generador de funciones XSG1 picando sobre él. Predispóngalo según la figura 4. Genere un grafico como el indicado en la figura y comience la simulación con F9.

Fig.4 Generación de una señal cuadrada pulsante...