sistemas monofasicos

CAPÍTULO 1

GENERACION DE TENSIONES
ALTERNAS SENOIDALES

1.1

Funciones senoidales

1.2

Inducción electromagnética

1.3

Generador elemental de tensión alterna

1.4

Corriente alterna

1.4.1

Resistores

1.4.2

Inductores

1.4.3

Capacitores

1.5

Agrupamiento de impedancias

1.5.1

Conexión en serie de resistor, inductor y capacitor

1.5.2

Conexión enparalelo de resistor, inductor y capacitor

GENERACIÓN DE TENSIONES ALTERNAS SENOIDALES

1.1

Funciones senoidales

Los sistemas actuales de generación de energía eléctrica, presentan una
característica senoidal, cuya forma genérica para una fuente de tensión es la que se
muestra en la figura 1.1.
Función senoidal
Tensión

Um

t

T

Figura 1.1 Forma de onda senoidal
u(t) =Um sen t
Siendo:

Um: Amplitud de la onda senoidal
t : Argumento
 : Frecuencia angular (Radianes / segundo)
T: Período de oscilación

Se define como frecuencia (f) a la cantidad de períodos por segundo ó sea:
f

1

[Hz]

Ciclos por segundo ó Hertz

T

Luego la frecuencia angular será:

ω

2
T

 2  f

En el caso en que la función tenga un ángulo de fase  laexpresión es la
siguiente:
u(t) =Um sen (t + )
En esta función el fenómeno ocurre / radianes antes, lo cual indica que la
misma adelanta a u(t) = Um sen t, según se muestra en la figura 1.2.

Ing. Julio Álvarez 05/13

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GENERACIÓN DE TENSIONES ALTERNAS SENOIDALES

Um




T

Figura 1.2 Función senoidal con ángulo de fase inicial

1.2

Inducción electromagnética

Entodo conductor que se mueve a través de un campo magnético, se induce
una fuerza electromotriz de acuerdo a la Ley de Faraday. En la figura 1.3 está
dibujado un conductor en movimiento a través de un campo magnético, el cual se ha
representado por sus dos “polos magnéticos” norte (N) y sur (S).

N

Líneas de campo
magnético

Dirección del
movimiento
del conductor

S

Figura 1.3Movimiento de un conductor dentro de un campo magnético
El sentido de dicha fuerza electromotriz, es tal que la corriente que genera,
provoca un campo magnético alrededor de dicho conductor, cuyo efecto es oponerse a
la causa que lo creó.
En el esquema podemos observar que la fuerza electromotriz inducida, tiene
sentido entrante al plano del dibujo, lo que provoca una fuerza en el conductor quese
opone al sentido del movimiento.
Dicho sentido se puede obtener de la siguiente forma práctica:
Ing. Julio Álvarez 05/13

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GENERACIÓN DE TENSIONES ALTERNAS SENOIDALES

Se coloca la palma de la mano derecha en posición tal que reciba el
flujo originado por el campo magnético, el pulgar deberá tener el
sentido del movimiento y el resto de los dedos nos indica el sentido de
la fuerzaelectromotriz inducida.
En el caso de tener que determinar el sentido de la fuerza originada por
una corriente, se coloca la palma de la mano izquierda en posición tal
que reciba el flujo originado por el campo magnético, el pulgar indicará
el sentido de la fuerza mientras, que el resto de los dedos se debe
colocar en el sentido de dicha corriente.
El valor de la fuerza electromotrizinducida generada es el siguiente:

E Bl v Bl

d
t



Φ
t

(

Flujomagnético
)
tiempo

Dónde: B: Inducción magnética en [Tesla]
l : Longitud del conductor bajo la acción del campo magnético[metros]
v: Velocidad de desplazamiento del conductor [metros /segundo]
d: Distancia recorrida por el conductor en un tiempo “t” [metros]
: Valor del flujo magnético [Weber]

1.3

 =B. d. l

Generador elemental de tensión alterna
En la figura 1.4, se ha dibujado un generador elemental de corriente alterna.

Eje de
giro


N

S


Bobina de “N” espiras

Anillos rozantes

Escobillas

+

-

Figura 1.4 Generador elemental de corriente alterna
Ing. Julio Álvarez 05/13

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GENERACIÓN DE TENSIONES ALTERNAS SENOIDALES

El mismo consta de un imán...