Resistores

FISICA II

CORRIENTE ALTERNA

Se denomina corriente alterna (CA) a la corriente eléctrica en la que la magnitud y dirección varían cíclicamente.

Aunque la forma de onda más común en corriente alterna es la senoidal, también existen otras formas como la triangular y la cuadrada. La forma senoidal sigue fielmente el patrón de una función seno.

← ELEMENTOS BÁSICOS DE LAS ONDAS

[pic]En primer lugar, podemos observar los puntos en los que la onda alcanza su valor más alto, en las crestas, y su valor más bajo en los “valles”. Cuando hablamos de corriente alterna, las crestas son la tensión máxima alcanzada dentro de todo el rango de valores intermedios.

También observamos el periodo (o longitud de onda (λ) en física), que es el tiempo desde que ocurre un evento hasta quevuelve a suceder.

← CARACTERÍSTICAS DE LA CORRIENTE ALTERNA SENOIDAL

Al representar en un plano la variación de la corriente alterna senoidal, nos aparecerá un dibujo característico llamado senoide (en azul). Esto se debe a que la tensión representada gráficamente, queda en función del seno del ángulo girado (φ), representado por una circunferencia.

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Nota: Los cálculos de lossenos y ángulos están realizados en radianes.

Si nos fijamos en el gráfico de arriba, veremos dicha circunferencia donde se indica la velocidad angular (ω), el ángulo girado (φ) y una serie de marcas en la circunferencia que indican cuanto se ha girado (2π es una vuelta completa o 360º,  π/2 son 90º, π son 180º y 3π/2 son 270º). También podemos ver que hay una gráfica con un eje Y (valor de lavariable de salida) y otro eje X (Angulo girado, (X = φ)). La fórmula que se nos indica: Y = sin (X) es la función seno, esta función nos dice el valor que tendrá Y para cada valor del eje X. Como podemos ver, la variable de salida (eje Y) toma su valor del seno de X.

El valor máximo alcanzado por el eje Y es uno, lo cual ocurre cuando el ángulo girado (φ) es igual a 90º o π/2. Esto se debe aque el seno de π/2 es igual a 1, y como Y = sin (X), entonces Y = 1. El valor mínimo alcanzado por el eje Y es cero, cuando el ángulo girado es igual a 180º o π. Esto se debe a que el seno de π es igual a 0, entonces Y = 0.

Cuando trabajamos con una corriente alterna que tiene un determinado valor máximo, aplicamos la siguiente fórmula:

[pic]

➢ V(φ): Tensión con el ángulo girado actual,en Voltios (V) y el ángulo en Radianes.
➢ Vmax: Tensión máxima de la CA, en Voltios (V).
➢ ω: Velocidad angular en Radianes por segundo (rad/s).
➢ t: Tiempo transcurrido desde el inicio del movimiento angular (ω) en segundos (s).

Aclaración: Tener en cuenta que en la ecuación de V(φ),  se puede sustituir directamente ω • t por  el ángulo girado (φ), ya que son equivalentes.

En estafórmula, cuando el ángulo girado es π/2, obtendremos Vmax • sin(π/2) = Vmax, por lo que el valor alcanzado será el valor máximo. Sin embargo, cuando el ángulo girado sea π, el seno de pi es igual a cero, y por lo tanto Vmax • sin(π) = 0 Voltios.

Esto quiere decir que podemos calcular la tensión en cualquier instante de tiempo de una onda senoidal. Si sabemos la velocidad angular (ω) del generadory el tiempo de giro (t), podemos averiguar el ángulo girado actual (φ) y con ello su seno y por lo tanto el valor de su tensión (V(φ)) en dicho instante. Ya que:

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➢ φ: Angulo girado en Radianes.
➢ ω: Velocidad angular en Radianes por segundo (rad/s).
➢ t: Tiempo transcurrido desde el inicio del movimiento angular (ω) en segundos (s).

← TENSIÓN EFICAZ (Vef) o (VRMS)

Dadoque la tensión de una fuente de corriente alterna varía en el tiempo, es necesario determinar un valor intermedio. Por ello, se calcula el valor eficaz o valor RMS de la señal, que es el valor de la tensión que nos mostraría un polímetro en CA. La tensión eficaz (Vef)se puede definir como aquella que en las mismas condiciones produce los mismos efectos caloríficos en una resistencia eléctrica...