TEORIA DE CORRIENTE ALTERNA, Apuntes de Física

¡Descarga TEORIA DE CORRIENTE ALTERNA y más Apuntes en PDF de Física solo en Docsity!

La corriente alterna

Conceptos elementales de Corriente Alterna.

• 1.- Introducción Corriente Alterna.
  • Valores característicos de la CA
• 2.- Circuitos elementales R, L, C
• 3.- Principales tipos de circuitos en Serie.
• 4.- Resolución de circuitos de C.A mediante números complejos.
• 5.- Conceptos de Potencia en corriente alterna.
• 6.- Circuitos R-L-C en serie y paralelo.
• 7.-Cálculo de los condensadores de compensación.
• 8.-Cálculo de la caída de tensión en las líneas eléctricas monofásicas en C.A.

CORRIENTE ALTERNA La corriente alterna se genera mediante inducción magnética en los generadores diseñados para producir una fuerza electromotriz (f.e.m.) de tipo senoidal. La corriente alterna la podemos subdividir en: ì Monofásica ì Trifásica

Producción de corriente alterna

En la figura se muestra un alternador básico. Consta de un campo magnético fijo producido por un imán, dentro del cual se hace girar un conductor eléctrico en forma de espira. Al cortar los c o n d u c t o r e s e n s u movimiento giratorio el campo magnético, se produce en los mismos un f.e de inducción que se muestra como una tensión V en los extremos de la espira.

Una corriente alterna senoidal se caracteriza por que el valor de la corriente y de la tensión en cada instante cambia de valor e incluso de sentido, siguiendo un ciclo repetitivo según la función senoidal. El valor instantáneo de la tensión es : v V sen ω t

max

= Donde: Vmax es el valor más alto que alcanza la tensión. ω, es la velocidad angular que suministra el alternador. t, es el tiempo. t α ω = La velocidad angular nos indica el ángulo girado por la espira en la unidad de tiempo.

Valores característicos de la corriente alterna.

1.- Valor instantáneo. 2.- Valor máximo de la tensión 3.- Tensión eficaz 4.- Intensidad eficaz 5.- Ciclo o periodo. 6.- Frecuencia. Relación con la Velocidad angular

¿Cuál sería la tensión instantánea de esta gráfica para un ángulo de giro de 30º del alternador? Como: v sen V t = 311 30 º= 155 , 5 ω = α

2.- Valor máximo de la tensión

La tensión senoidal alcanza diferentes valores según la posición relativa de los conductores, respecto al campo magnético. Varía a cada instante, de tal modo que por cada ciclo es dos veces nula, y dos veces máxima (pero de sentido opuesto). Se conoce como el valor máximo al mayor de todos ellos.

4.- Intensidad eficaz

Al igual que ocurre con la tensión, la intensidad de la corriente también varia según una función senoidal, siendo 2 veces nula y dos veces máxima por cada ciclo del alternador. 2

max

I I R V I

ef

ef

ef

=

Ejercicios

Conectamos una resistencia de 100 Ω a una red de C.A. De 220V. Determinar el valor eficaz y máximo de la intensidad de corriente. Para recordar: “Siempre que nos indiquen el valor de una tensión o corriente de una C.A. Se refiere al valor eficaz, que en este caso es de 220V.” 2

max

I I R V I

ef

ef

ef

=

I I A A R V I ef ef ef 2 2 , 2 2 3 , 1 2 , 2 100 220 max = ⋅ = = = = =

5.- Ciclo o periodo.

Viendo el alternador elemental, podemos decir que cada vuelta que da la espira produce un ciclo. El periodo es el tiempo que t r a n s c u r r e e n u n c i c l o completo. Se representa por la letra T y se mide en segundos. En la grafica senoidal podemos ver que el periodo es de 20 ms. ¿ c u á n t a s v u e l t a s d a r í a e l alternador por segundo? 50 vueltas 0 ' 02 1 = Podríamos decir que el alternador gira a 50 vueltas por segundo y produce una CA de 50 ciclos por segundo