Tension continua

Tensión continua y tensión alterna

Definición
La investigación sistemática de la electricidad, iniciada en el siglo XVIII, trajo consigo que, al principio, sólo se experimentara con tensiones continuas. Durante la separación de cargas que se produce por el frotamiento de dos elementos, se generan tensiones continuas; las primeras máquinas que generaban corrientes (se trataba, en todo caso,de corrientes muy pequeñas), esto es, máquinas electrizantes, generadores electrostáticos y generadores de banda, producían, de igual manera, tensiones continuas. También las baterías que se desarrollaron paralelamente suministraban tensiones continuas, o bien, generaban corriente continua en una carga resistiva conectada al circuito. Hoy en día, las tensiones continuas se emplean, sobre todo,para la alimentación de los circuitos eléctricos de los aparatos de radio, las calculadoras de bolsillo o los ordenadores personales. La tensión y la corriente continua se caracterizan por lo siguiente:
Una tensión eléctrica invariable en el tiempo, en lo relativo a su magnitud y su sentido, se denomina tensión continua. Genera una corriente continua en una carga que posea una resistenciaconstante.
La imagen siguiente muestra la curva de una señal de esta naturaleza.

La magnitud u0 se denomina valor de cresta de la tensión; ésta representa el valor mayor o el menor que adopta la tensión y se la conoce también como amplitud de la señal. La magnitud  se denomina frecuencia angular de la oscilación y se obtiene a partir de la frecuencia de oscilación f, según la ecuación:

Elproducto de la frecuencia angular y el tiempo, •t, representa el valor momentáneo del ángulo de fase.
El tiempo T, necesario para que se produzca exactamente una oscilación, se denomina periodo de la oscilación; su valor inverso corresponde a la frecuencia f, esto es, el número de oscilaciones por segundo:

La frecuencia se expresa con la unidad Hertz (abreviatura "Hz"), nombre tomado de unfamoso físico, y 1 Hz corresponde a una oscilación por segundo. En el ejemplo representado anteriormente se obtiene un periodo de T = 0,02 s y, por tanto, una frecuencia de f = 1/T = 50 Hz; esto corresponde a la frecuencia de red común en Europa. De manera diferente, en los Estados Unidos y en la mayoría de los demás países del continente americano, la tensión de red tiene una frecuencia de 60Hz.
Si la tensión alterna no se inicia en el origen de las coordenadas, como en el ejemplo anterior, sino que se encuentra desplazada en relación con el eje de tiempo, esto se puede representar por medio de un ángulo de fase  añadido al argumento de la función sinusoidal. El valor momentáneo de la tensión obedece entonces a la ecuación:

Para las corrientes alternas sinusoidales son válidastodas estas ecuaciones de una manera completamente análoga.



Valor eficaz de corriente y tensión
Si se aplica una tensión alterna sinusoidal u(t) a una carga resistiva R, de acuerdo con la ley de Ohm, fluye una corriente alterna que tiene la siguiente magnitud:

Dado que la tensión y la corriente son magnitudes dependientes del tiempo, también la potencia producida en la resistenciadepende del tiempo y tiene un valor de:

Las imágenes siguientes muestran la curva en función del tiempo de la tensión y la corriente alterna (imagen superior) al igual que la de potencia (imagen inferior).

La superficie encerrada entre la curva de potencia y el eje del tiempo es una medida indicadora de la energía eléctrica transformada en calor en la resistencia. Si se traza una líneaparalela al eje del tiempo a una altura equivalente a p0/2, las superficies parciales que se encuentran por encima y por debajo de esta línea (superficies marcadas en color en el siguiente gráfico) tienen el mismo tamaño. La potencia media p0/2 obtenida de esta manera, observada a través de varios periodos de oscilación, realiza el mismo trabajo que la potencia momentánea p(t), cuyo valor varía...