CIRCUITOS ELÉCTRICOS EN CORRIENTE ALTERNA

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Pedro Cordero Olivares
hace 8 años
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1 CIRCUITOS ELÉCTRICOS EN CORRIENTE ALTERNA Alicia Mª. Esponda Cascajares 4 de may de 008 Alicia Ma. Esponda Cascajares 1

2 CORRIENTE ALTERNA Se habla de corriente ALTERNA cuando la dirección de la corriente cambia cíclicamente de sentido. La corriente alterna se genera fácilmente mediante inducción magnética en los generadores de corriente alterna, diseñados para producir una FEM sinusoidal. 4 de may de 008 Alicia Ma. Esponda Cascajares

3 GENERADOR DE C.A. 4 de may de 008 Alicia Ma. Esponda Cascajares 3

4 GENERADOR DE C.A. Es en términos sencillos una bobina que gira con frecuencia angular constante ω en un campo magnético B y que genera una FEM senoidal. 4 de may de 008 Alicia Ma. Esponda Cascajares 4

5 VOLTAJE ALTERNO SENOIDAL MONOFASICO Es el generado en una bobina que gira atravesando un campo magnético (como el mostrado anteriormente). Se calcula como: Donde: ω es la velocidad angular de rotación δ es el ángulo inicial ( ω δ ) ε = N B A ω sen t + ε = N B A ω 4 de may de 008 Alicia Ma. Esponda Cascajares 5

6 CORRIENTE ALTERNA SENOIDAL MONOFASICA En un circuito de c.a. con solo una resistencia: V R = i R ε = V R = i R ε sen( ω t + δ ) = i R ( ) R Considerando δ=π/ La corriente alterna en la resistencia es: i = ε ε R cos cos ω t = i ( ω t ) = i cos ω t 4 de may de 008 Alicia Ma. Esponda Cascajares 6

7 POTENCIA EN UN CIRCUITO RESISTIVO DE C.A. La potencia disipada en una resistencia varia con el tiempo. Su valor instantáneo es: W = = i i R = ( i cosω t ) R cos ω t R 4 de may de 008 Alicia Ma. Esponda Cascajares 7

8 POTENCIA EN UN CIRCUITO DE C.A. La potencia instantánea en un circuito, independientemente de los elementos que lo conforman es: W = v( t ) i( t ) = v cos( ω t + δ ) i cos( ω t + ψ ) = v i cos( ω t + δ ) cos( ω t + ψ ) 1 = v i cos ( δ ψ ) + v i cos( ω t + δ + ψ ) 4 de may de 008 Alicia Ma. Esponda Cascajares 8 1

9 POTENCIA EN UN CIRCUITO DE C.A. 4 de may de 008 Alicia Ma. Esponda Cascajares 9

10 POTENCIA MEDIA La potencia media se obtiene integrando la potencia en un periodo y dividiendo entre ese periodo. W = v i m cos( δ ψ ) Si se define θ=δ-ψ 1 W = m 1 v i cosθ 4 de may de 008 Alicia Ma. Esponda Cascajares 10

11 POTENCIA MEDIA En pocas palabras: La potencia promedio que una fuente entrega a un circuito pasivo es igual a la mitad del producto de las amplitudes máximas del voltaje y la corriente multiplicadas por el coseno de la diferencia de ángulos del voltaje y la corriente. 4 de may de 008 Alicia Ma. Esponda Cascajares 11

12 POTENCIA MEDIA EN UN CIRCUITO RESISTIVO DE C.A. En un circuito puramente resistivo, la expresión queda: W = m 1 v i cosθ Cuando el circuito es puramente resistivo la diferencia de ángulos de fase es cero, es decir: θ=0 W = m 1 v i cos( 0) 1 1 V W m = i R = R 4 de may de 008 Alicia Ma. Esponda Cascajares 1

13 POTENCIA MEDIA EN UN CIRCUITO RESISTIVO DE C.A. 4 de may de 008 Alicia Ma. Esponda Cascajares 13

14 VALOR EFICAZ El valor eficaz de una corriente senoidal se determina sobre la base de que dos corrientes, una senoidal y una continua, le entregan la misma potencia a una resistencia dada. 4 de may de 008 Alicia Ma. Esponda Cascajares 14

15 VALOR EFICAZ El valor eficaz normalmente se le llama valor rms (del nombre en ingles root mean square). El nombre proviene del proceso que se sigue para obtener ese valor. 4 de may de 008 Alicia Ma. Esponda Cascajares 15

16 VALOR EFICAZ En términos simplificados queda que los valores eficaces de voltaje y corriente se calculan como: ief = vef = 1 i 1 v 4 de may de 008 Alicia Ma. Esponda Cascajares 16

17 POTENCIA REAL La potencia real es la potencia promedio expresada en términos de valores eficaces. Se denomina con la letra P. Su unidad es el watt. P = v ef i ef cosθ 4 de may de 008 Alicia Ma. Esponda Cascajares 17

18 POTENCIA APARENTE La potencia aparente es el producto de los valores eficaces de voltaje y corriente. Se denomina por la letra S. Su unidad es el volt-ampere. S = v ef i ef 4 de may de 008 Alicia Ma. Esponda Cascajares 18

19 FACTOR DE POTENCIA El factor de potencia es el cociente de la potencia real y la potencia aparente. La potencia real nunca podrá ser mayor que la potencia aparente. FP = v ef i v ef ef cosθ i ef = cosθ 4 de may de 008 Alicia Ma. Esponda Cascajares 19

20 NOTA 1. Para un circuito puramente resistivo la corriente y el voltaje están en fase (θ=0 ).(. Para un circuito inductivo la corriente está atrasada 90 respecto al voltaje (θ=-90 ).( 3. Para un circuito capacitivo la corriente está adelantada 90 respecto al voltaje (θ=90 ).( 4 de may de 008 Alicia Ma. Esponda Cascajares 0

21 CIRCUITO ELECTRICO RESISTIVO EN SERIE CON C.A. 4 de may de 008 Alicia Ma. Esponda Cascajares 1

22 CIRCUITO ELECTRICO RESISTIVO EN PARALELO CON C.A. 4 de may de 008 Alicia Ma. Esponda Cascajares

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