Tipos de corriente electrica, Esquemas y mapas conceptuales de Ingeniería Eléctrica y Electrónica

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Electrónica Analógica

Unidad 4..- Tipos de corriente eléctrica

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 OBJETIVOS

 Adentrar al alumno en los diferentes tipos de corriente y por tanto sus distintas

aplicaciones.

 Apreciar asimismo que los cálculos son también diferentes y eso nos lleva a un

estudio pormenorizado a través nuevamente de los problemas propuestos.

 Dar a conocer el comportamiento de la corriente alterna, sus principios técnicos y el

cálculo sencillo de sus valores mínimo, máximo y eficaz.

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Unidad 4..- Tipos de corriente eléctrica

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1.1. SENTIDO DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA

La corriente eléctrica, sale por uno de los polos del generador, recorre el circuito y regresa de nuevo al generador. Esto se produce, porque entre los polos de un generador, existe una diferencia de potencial.

Existen dos sentidos:

1. Sentido convencional.
2. Sentido real.

Sentido convencional

Antiguamente se creía que la corriente salía del polo positivo e iba al negativo. También se le conoce como sentido de la corriente eléctrica.

Sentido real

Los electrones salen del polo negativo, recorren el circuito y van al polo positivo. Se le conoce también como sentido de la corriente electrónica.

Figura 1.1. Sentidos de la corriente

(^6) Unidad 4.- Tipos de corriente eléctrica

1.2. CORRIENTE CONTINUA

Es aquella que circula en un sólo sentido y tiene bien definido su polo positivo y negativo. Elementos que proporcionan corriente continua, son las pilas, acumuladores, dínamos. Se designa con las letras C.C. o D.C., que son las iniciales en inglés. La corriente continua se puede dividir en tres clases: Constante, decreciente y pulsante.

Las corrientes, tanto continuas como alternas, vienen representadas en un eje de coordenadas, de forma que la horizontal determina la línea “0” y en ella se representan los tiempos de permanencia de la corriente. En la vertical, se representan las tensiones, sobre la línea de “0” la tensión positiva (V+) y bajo la línea de “0” las tensiones negativas (V-).

Figura 1.2. Sistema de coordenadas

1.2.2. CORRIENTE CONTINUA CONSTANTE

Es aquella que permanece invariable desde el momento que es aplicada, alcanza su valor, y durante todo el tiempo que permanece, sigue manteniendo el mismo.

Figura 1.3. Corriente constante de 12 V

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Figura 1.6. Onda rectangular

Otra forma de onda rectangular es la contraria a la anterior, los tiempos de permanencia de la onda son inferiores a los de ausencia de la misma. Un ejemplo de este tipo de onda es la enviada al motor de ralentí en los sistemas de inyección.

Figura 1.7. Onda rectangular

La forma de onda triangular, muy empleada en televisión.

Figura 1.8. Onda triangular

Los dientes de sierra, se trata de una onda que aumenta lentamente su valor, hasta llegar a la tensión máxima y descender rápidamente, también se puede dar la situación contraria.

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Figura 1.9. Ondas de dientes de sierra

La corriente en forma de impulsos de aguja, instantáneamente alcanza su valor máximo y su desaparición casi es igual de rápida.

Figura 1.10. Impulsos de aguja

La onda senoidal, con un sólo semiciclo, muy empleada en electrónica, similar a la onda cuadrada, con la diferencia que su valor máximo se va alcanzando poco a poco, permanece durante un instante, y su desaparición la hace con la misma duración, puede darse en forma de impulsos, o de forma continua.

Figura 1.11. Rectificación de onda senoidal de media y onda completa respectivamente

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Figura 1.13. Impulsos de onda cuadrada y rectangular

1.3.3. CORRIENTE ALTERNA TRIANGULAR

Los tiempos de subida y bajada de la corriente, son los mismos, tomando valores positivos y negativos.

Figura 1.14. Onda alterna triangular

1.3.4. CORRIENTE ALTERNA EN DIENTE DE SIERRA

Es variante de la onda triangular, los tiempos de aparición y desaparición de corriente son distintos.

Figura 1.15. Onda en forma de diente de sierra

1.3.5. CORRIENTE ALTERNA DE IMPULSO DE AGUJA

Son impulsos instantáneos, pero con alternancia de positivos y negativos, dentro del estudio del encendido en el automóvil, podremos apreciarlos.

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También se pueden localizar en el impulso mandado a las electroválvulas de los sistemas de inyección electrónica. Un impulso es el mandado por la unidad de control, y el otro proviene de la bobina de la electroválvula.

Figura 1.16. Impulsos de aguja

1.3.6. CORRIENTE ALTERNA ASIMÉTRICA, PERIÓDICA Y APERIÓDICA

Se denomina asimétrica, cuando la onda senoidal, no posee el mismo valor en la semionda positiva que en la negativa. Periódica, como hemos podido deducir es cuando los tiempos de permanencia son los mismos, por lo tanto Aperiódica, serán los tiempos de permanencia distintos.

Figura 1.17. Corriente periódica asimétrica

Figura 1.18. Corriente aperiódica y asimétrica

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Las tangentes de los ángulos  y  son respectivamente:

tg a b

  tg b a

 

La fórmula fundamental de la trigonometría es:

Sen 2 Cos^2  1

De la que se deducen:

Sen   1 Cos^2  Cos  1 Sen^2 

Visto esto pasaremos a definir los parámetros fundamentales de la corriente alterna monofásica tomando como base la corriente alterna senoidal que es la más utilizada.

La corriente alterna es una corriente eléctrica que cambia periódicamente de sentido y continuamente de valor; realiza un ciclo de valores senoidales.

Figura 1.19. Variación de valor y sentido de una señal alterna senoidal

Un ciclo completo se divide a su vez en dos semiciclos, también llamados alternancias, una positiva y otra negativa.

Figura 1.20. Semiciclos de una onda senoidal

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El tiempo máximo que tarda en repetir sus valores se denomina período “ T ”. En este tiempo la corriente alterna realiza un ciclo. El número de ciclos que se producen en un segundo se denomina frecuencia “ f ”

Figura 1.21. Período y semiperíodos de una onda senoidal

La frecuencia es la inversa del período:

Hz.

T

f ^1 

El período por segundo recibe el nombre de herzio “Hz”. En España, como en casi toda Europa se “trabaja” a una frecuencia de 50 Hz. En EE.UU. la frecuencia tiene un valor de 60 Hz. Así cuando decimos, la frecuencia de la corriente alterna en Europa es de 50 Hz, estamos indicando que durante 1 segundo, están apareciendo 50 ciclos, cada ciclo se compone de una semionda positiva y otra negativa. Como magnitud que es, tiene sus múltiplos como el KiloHerz, MegaHerz, etc.

Longitud de onda (  )

Es la distancia comprendida entre dos crestas o valores máximos consecutivos, bien sean positivos o negativos. Si deseamos saber la longitud de onda de una emisora determinada, aplicaremos la siguiente fórmula:

 = 300.000.000 (m/s) / f (Hz)

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O lo que es lo mismo, la media aritmética de los valores instantáneos de intensidad en una alternancia.

Está en función del valor máximo.

max

max I (^) m 0,636I

 

2 I

Esta fórmula es igualmente aplicable a la tensión:

m max^0 ,^636 Vmax V  2 V 

Valor máximo

Como su propio nombre indica es el valor mayor de la corriente o tensión en una alternancia. También se le denomina amplitud.

Figura 1.25. Valores máximos

Valor eficaz

Es el valor de la intensidad que es capaz de generar la misma cantidad de calor, por efecto Joule, en un circuito que una corriente continua de igual intensidad.

Su definición matemática sería la raíz cuadrada de la media aritmética de los cuadrados de los valores instantáneos de intensidad de corriente durante un período.

0,707Imax

I ef. Imax

Para la tensión podríamos análogamente emplear la misma fórmula.

0,707 Vmax

Vef. Vmax

Esto quiere decir que por ejemplo, para una tensión de Vef= 220V lo que significa una tensión de pico o máxima de 310V, el calor disipado por una carga resistiva conectada a

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una tensión en continua de 220V será el mismo que el de una tensión alterna con un valor de pico de 310V

Figura 1.26. Resistencia alimentada a 220 eficaces (310V pico)

El calor disipado en la resistencia será el mismo que en el circuito siguiente:

Figura 1.27. Resistencia alimentada a 220 en continua