Corriente Alterna (Conceptos Básicos), Diapositivas de Electrónica

¡Descarga Corriente Alterna (Conceptos Básicos) y más Diapositivas en PDF de Electrónica solo en Docsity!

Corriente Alterna

Conceptos Básicos

Mayo – Septiembre de 2019

Facultad de Ingeniería

Universidad del Valle

• Su generación es mas fácil y se puede hacer no solo en

forma monofásica sino además, trifásica.

• Se puede generar más potencia cada vez.
• En los sistemas industriales, los motores trifásicos

suelen ser mas eficientes que los motores monofásicos.

El análisis de circuitos con ondas de corriente alterna, se

realiza de forma similar al análisis de los circuitos de

corriente continua, mediante la aplicación de una

herramienta matemática denominada Fasor.

• Números complejos
• Valores eficaces (rms)

Ondas de corriente alterna

Es el valor eficaz (rms), es aquel que se asocia a

una señal alterna, de tal forma que si se reemplaza

la onda de corriente alterna por una señal de

continua de dicho valor, se obtiene el mismo efecto.

T

u dt

T

U

0

u(t)

t

Valores eficaces (raíz media cuadrática)

Es el desplazamiento angular en grados o

radianes, de una onda respecto a un valor de

referencia, que puede ser o no, otra onda.

Fase (α)

La inductancia es la propiedad de los inductores, los cuales son elementos que almacenan energía en forma de campo magnético, para posteriormente devolverla al circuito en forma de energía eléctrica.

“Idealmente” son elementos en los cuales no se presenta perdida de energía. Los inductores se caracterizan por que presentan oposición a los cambios de corriente.

En una inductancia la corriente se atrasa respecto del voltaje en un ángulo de 90°.

V

I

• V -

I

Inductancia ( L )

La capacitancia es la propiedad de los capacitores, los cuales son elementos que almacenan energía en forma de campo eléctrico, para posteriormente devolverla al circuito en forma de energía eléctrica.

“Idealmente” son elementos en los cuales no se presenta perdida de energía. Los capacitores se caracterizan por que presentan oposición a los cambios de voltaje.

En una capacitancia el voltaje se atrasa respecto de la corriente en un ángulo de 90°.

+ V -

I

V

I

Capacitancia ( C )

La admitancia es el recíproco de la impedancia, se simboliza por la letra «Y» y tiene unidades de Siemens (S).

I Y V



Debido a que las señales de voltaje y corriente pueden estar desfasadas, la admitancia puede ser representada como un fasor, en el cual la parte real corresponde a la componente conductiva (1/R) y la componente imaginaria a la parte susceptiva o susceptancia (YL,YC).

YC   C

1 Y L  L



1 Y Z



Admitancia ( Y )

Encontraremos que al utilizar este método la función excitatriz y las respuestas sinusoidales se representan por medio de números complejos, y las ecuaciones diferenciales en el análisis de circuitos que contienen inductores y capacitores, se transforman en ecuaciones algebraicas en las que los coeficientes de las variables son números complejos.

La representación compleja del voltaje y la corriente recibe el nombre de FASOR.

Se usan letras mayúsculas en la representación fasorial de una cantidad eléctrica debido a que el fasor no es una función del tiempo.

Análisis fasorial

Relación Fasorial para Elementos de Circuitos

Ejemplo:

Si a una resistencia de 10 Ω se le aplica una señal V(t)= 110 Cos( 377 t+ 20 °) ¿Cuál será la corriente?

Solución:

El fasor de tensión será V=110 ∠20°, por tanto la corriente queda como:

110 20º (^11) 20º 10

I  

i t ( )  11 Cos (^)  377 t 20º

Análisis fasorial – Ejemplo Circuito Resistivo

Relación Fasorial para Elementos de Circuitos

Ejemplo:

Una tensión V(t)=40Cos(1000t-30°) es aplicada a una bobina de 20 mH. Calcular la corriente resultante.

Solución:

En forma fasorial tenemos que la corriente estará dada por:

3

40 30º 1000 20 10 90º

V I J  L 

    

I  2 120º A

i t ( )  2 Cos  1000 t 120º A

Análisis fasorial – Ejemplo Circuito Inductivo

Realizar el análisis fasorial del siguiente circuito y hallar las corrientes I 1 , I 2 e I 3. Recordar que para el caso de inductancias su representación fasorial es j ω L y para el caso de las capacitancias su representación fasorial es - j/ ω C ( ω es la frecuencia angular del sistema, es decir, ω = 2 π f)

4 

12 Sen(251,3t+30 o)^ 0.0119 H^ 0.8 mF

I 1

I 2

3 I

12 Sen(251,3t + 30°)

Análisis fasorial – Ejercicio Circuito Mixto