4.
LA CORRIENTE ALTERNA
¿Recuerdas las diferencias que
existen entre la corriente alterna y la corriente continua?
¿Con qué aparato se produce la
C.A.?
¿Con qué diferentes generadores
se puede producir la corriente continua?
Es la forma más normal de
producir la energía eléctrica en las centrales.
4.1.
La onda senoidal y sus valores fundamentales.
Tomemos como ejemplo una tensión de red europea que
oscila a 50 ciclos por segundo (Hertzios), como la de la figura siguiente
Valor máximo: (Vmax) Como
su palabra indica, es el valor más elevado que puede tomar la onda senoidal. En
nuestro ejemplo, el valor máximo que corresponde es 311V.
Valor instantáneo: es el valor que toma la
tensión en cada instante del tiempo siguiendo la función senoidal:
v = Vmax
sen wt
¿Cuál sería la tensión instantánea de nuestro ejemplo para un angulo de
giro de 30º?
Y para ¿90 , 180, 270 y 360º?
Valor eficaz: Es el valor intermedio que
produce los mismos efectos caloríficos que una tensión del mismo valor de C.C.
V = Vmax
/ (raiz de) 2
¿Cuál sería el valor eficaz que correspondería a la
tensión industrial de nuestro ejemplo?
Valor medio de ciclo completo: Es el resultado de
realizar la media de todos los valores instantáneos de un ciclo completo.
Período: Es el tiempo que se
invierte en completar un ciclo completo.
Frecuencia: Son las veces que se
repite un ciclo por segundo.
¿Cuál es
el periodo que corresponde a la frecuencia de la red eléctrica americana de 60
Hz?
La
frecuencia esta relacionada directamente con la velocidad angular w a la que gira el alternador. Para que un alternador, con un par de polos,
produzca, por ejemplo de 50 Hz, necesita girar a una velocidad (n) de 50
revoluciones por segundo.
La
frecuencia también esta relacionada con la velocidad angular w
w = 2 π f
donde f es la frecuencia de la señal
Ejemplos
1.
En una red electrica de C.A. se dispone de un frecuenciometro y de un
voltímetro para C.A. que, al realizar una medida, arrojan los siguientes
resultados: f=100Hz y V=380 V. Averiguar el valor maximo de la tension, el
periodo, la pulsación de la corriente y el valor instantaneo para un tiempo de
5ms.
Ejercicios
1.
El valor maximo de una tension senoidal es de 311 V, para una frecuencia de
50 Hz. Encontrar los valores instantaneos de la tension para los tiempos 1ms,
3ms, 11ms y 13 ms.
2.
Un horno electrico consume 5 A al conectarlo a una tension de C.C. de 200
V. ¿Cuál es el valor maximo de la corriente y de la tension en C.A. para que se
produzca el mismo calor?
4.2
Circuitos electricos monofasicos
en C.A.
Al ser
variable la C.A., van a aparecer una serie de fenómenos nuevos al utilizar como
receptores bobinas y condensadores. Estos, junto a la resistencia ohmica pura,
van a limitar la intensidad de corriente en un circuito a traves de la ley de
Ohm para C.A.
I
= V .
Z
Z es la
impedancia que corresponda a la carga y se mide en Ohmios.
Estudiaremos
a continuación como se comportan las resistencias ohmicas, las bobinas y los
condensadores frente a la corriente alterna.
Resistencia
Una resistencia
aplica el mismo obstáculo al paso de la corriente sea cual sea la frecuencia de
la tensión senoidal. Por ello obtenemos que
I = V_
R
Bobina
El obstaculo que pone una bobina al paso de la corriente, si depende de la
frecuencia, y se la denomina reactancia inductiva:
XL= 2 p f L donde L es la
inductancia en Henrios de una bobina.
Condensador
El
obstaculo que pone un condensador al paso de la corriente, también depende de
la frecuencia, y se la denomina reactancia capacitiva:
XC= 1
.
2 p f C donde C es la Capacidad
del condensador
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