corriente alterna fisica, Diapositivas de Física

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CORRIENTE ALTERNA

NIKOLA TESLA

(AUSTRIA-HUNGRÍA 1856 – ESTADOS UNIDOS 1943)

Dra. Ing. María Laura Herrero

v=V sen ωtt

CORRIENTE CONTINUA

La corriente directa o DC, también conocida como corriente continua CC

es un flujo de carga eléctrica que no cambia su dirección, por lo que

siempre va del polo positivo al polo negativo.

La corriente continua puede ser constante o pulsante, pero los cambios de magnitud o pulsos son siempre en el mismo sentido de la corriente.

v=V sen ωtt

VENTAJAS DEL USO DE CORRIENTE ALTERNA

Permite fácilmente aumentar o disminuir el voltaje Transporte en grandes distancias con poca pérdida Los motores y generadores de CA son estructuralmente mas sencillos y fáciles de mantener Es mas sencillo pasar de CA a CC que la inversa

v=V sen ωtt Se aplica el término fuente de corriente alterna a cualquier dispositivo que suministre un voltaje (diferencia de potencial) o corriente que varía en forma sinusoidal. Un ejemplo de esto es una bobina de alambre que gira con velocidad angular constante en un campo magnético. El calificativo de “alterna” significa que la corriente cambia de dirección, alternando periódicamente de una dirección a otra, tomando valor positivos y negativos. El símbolo habitual de una fuente de corriente alterna en los diagramas de circuito es

velocidad angular constante en un campo magnético. El calificativo de

“alterna” significa que la corriente cambia de dirección, alternando

periódicamente de una dirección a otra, tomando valor positivos y negativos. Corriente alterna y generador de corriente alterna

𝜀 = − 𝑁 𝑑 𝜑 𝑑𝑡 = − N 𝑑 ¿ ¿ Reemplazando la ecuación (1) en la (2) y derivando respecto del tiempo 𝜀 = −𝑁𝐵𝐴 න−𝜔 𝑠𝑒𝑛 න𝜔𝑡නන^ 𝜀^ =^ 𝑁𝐵𝐴^ 𝜔𝑠𝑒𝑛^ (𝜔𝑡) Será (^) cuando Por consiguiente, puede escribirse: (plano de la espira paralelo al campo) Referencias: N= número de espiras A=área de la espira = ángulo que forma el vector área con el campo o    t  90

   t

v=V sen ωtt Un voltaje sinusoidal queda descrito por una función como: En esta expresión, v (minúscula) es la diferencia de potencial instantánea; V (mayúscula) es la diferencia de potencial máxima (amplitud del voltaje) y es la frecuencia angular. El ángulo " ∅ " se le denomina fase inicial:" se le denomina fase inicial:  (^) Si dicho ángulo es igual a cero ∅ " se le denomina fase inicial:= 0° la onda comenzará en el origen  (^) Si dicho ángulo es distinto de cero ∅ " se le denomina fase inicial: ≠ 0° la onda no comenzará en el origen sino se adelanta o se atrasa dependiendo del valor de ∅ " se le denomina fase inicial:, a este cambio se le denomina desfasaje. ´ 𝑣 = 𝑉 𝑠𝑒𝑛 𝜔 𝑡

𝒗 𝑣 = 𝑉^ 𝑠𝑒𝑛^ 𝜔^ 𝑡 ´

v=V Una función senoidal como la anterior puede asociarse o representarse mediante un fasor (vector rotatorio) cuyo módulo es (voltaje máximo) y que gira con una velocidad angular. La proyección del fasor en el eje vertical es el voltaje instantáneo (). Los diagramas que contienen los fasores se llaman diagramas fasoriales. Diagrama fasorial

REPRESENTACIÓN FASORIAL

v=V set Representación de fasores mediante números complejos

El fasor puede representarse por un número complejo con alguna de las

siguientes notaciones:

• (^) Forma binómica:
• (^) Forma polar:
• (^) Forma exponencial:
• (^) Forma trigonométrica: Usamos el asterisco (*) para denotar un número complejo j Z r  Eje real x jy REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE NÚMEROS COMPLEJOS

Z  x  jy

Z  r 

j  Z  re

(cos )

Z  r   jsen 

v=V sen ωtt ANÁLISIS DE i Y f PARA CIRCUITOS CON UN SOLO

ELEMENTO

CONECTADOS A UNA FUENTE DE TENSIÓN ALTERNA

CIRCUITO RESISTIVO PURO

CIRCUITO CAPACITIVO PURO

CIRCUITO INDUCTIVO PURO

v=V sen ωtt

CIRCUITO RESISTIVO PURO

Siendo

Estudiaremos primero un circuito formado por una resistencia conectada a una fuente de corriente alterna. Aplicando la ley de mallas de Kirchhoff: 𝑣 − 𝑣 𝑅 = 0 Donde es la amplitud de la corriente, es decir, la corriente máxima.

v=V senωtt

EN LOS CIRCUITOS RESISTIVOS PUROS LA

CORRIENTE Y LA TENSIÓN ESTAN EN FASE

v=V sen ωtt

CIRCUITO CAPACITIVO PURO

Aplicando la ley de mallas de Kirchhoff: Siendo

La diferencia de potencial en el capacitor depende de la carga: Usando la relación

𝑣 − 𝑣 𝐶 = 0

v=V senωtt

EN LOS CIRCUITOS CAPACITIVOS PUROS LA CORRIENTE

ESTÁ ADELANTADA 90

o

RESPECTO A LA TENSIÓN

v=V senωtt Si comparamos las ecuaciones (6) Vemos que: Siendo

La unidad de es el ohm (Ω) )

El valor máximo de es:

REACTANCIA CAPACITIVA