CIRCUITOS ELÉCTRICOS EN CORRIENTE ALTERNA

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CIRCUITOS EL

É

_É

CTRICOS

_CTRICOS

EN CORRIENTE ALTERNA

Alicia Mª. Esponda Cascajares Alicia Mª. Esponda Cascajares

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CORRIENTE ALTERNA

• Se habla de corriente ALTERNA _{Se habla de corriente ALTERNA}

cuando la dirección de la corriente cuando la dirección de la corriente

cambia cíclicamente de sentido. cambia cíclicamente de sentido. • La corriente alterna se genera La corriente alterna se genera

fácilmente mediante inducción fácilmente mediante inducción

magnética en los generadores de magnética en los generadores de

corriente alterna, diseñados para corriente alterna, diseñados para

producir una FEM sinusoidal. producir una FEM sinusoidal.

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GENERADOR DE C.A.

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GENERADOR DE C.A.

• Es en términos sencillos una _{Es en términos sencillos una}

bobina que gira con frecuencia bobina que gira con frecuencia

angular constante

angular constante ω_ω en un _{en un} campo magnético B y que campo magnético B y que

genera una FEM senoidal. genera una FEM senoidal.

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VOLTAJE ALTERNO

SENOIDAL MONOFASICO

• Es el generado en Es el generado en una bobina que gira una bobina que gira

atravesando un atravesando un campo magnético campo magnético (como el mostrado (como el mostrado anteriormente). anteriormente). • Se calcula como:_{Se calcula como:}

Donde: Donde: ω es la velocidad ω es la velocidad angular de rotación angular de rotación δ es el ángulo inicial δ es el ángulo inicial (ω δ ) ω ε = N ⋅ B ⋅ A⋅ ⋅ sen ⋅ t + ω ε _max = N ⋅ B ⋅ A⋅

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CORRIENTE ALTERNA

SENOIDAL MONOFASICA

• En un circuito de En un circuito de c.a. con solo una c.a. con solo una

resistencia: resistencia: Considerando Considerando δδ==ππ// 2 2

• La corriente alterna La corriente alterna en la resistencia en la resistencia es: es: R i V_R = ⋅ R i V_R = ⋅ = ε

(

t

)

i R sen ⋅ + = ⋅ ⋅ ω δ ε _max

( )

⋅ t = i ⋅ R ⋅ ω ε _max cos

( )

t i t R

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POTENCIA EN UN CIRCUITO

RESISTIVO DE C.A.

• La potencia _{La potencia} disipada en una disipada en una resistencia varia resistencia varia con el tiempo. con el tiempo. • Su valor _{Su valor} instantáneo es: instantáneo es: W i_i2R_R (i 2 _ω _t ω t) R max 2 max 2 cos cos = ⋅ = = •

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POTENCIA EN UN

CIRCUITO DE C.A.

• La potencia instantánea en un _{La potencia instantánea en un}

circuito, independientemente de circuito, independientemente de

los elementos que lo conforman los elementos que lo conforman

es: es: ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) (δ ψ ) ( ω δ ψ ) ψ ω δ ω ψ ω δ ω + + + − = + + = + ⋅ + = ⋅ = • t i v i v t t i v t i t v t i t v W 2 cos 2 1 cos 2 1 cos cos cos cos max max max max max max max max

(9)

POTENCIA EN UN

CIRCUITO DE C.A.

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POTENCIA MEDIA

• La potencia media se obtiene _{La potencia media se obtiene} integrando la potencia en un integrando la potencia en un

periodo y dividiendo entre ese periodo y dividiendo entre ese

periodo. periodo. • Si se define _{Si se define}θ_θ=₌δ_δ-_-ψ_ψ (δ − ψ ) = • cos 2 1 max maxi v W_m θ cos 2 1 max maxi v W•_m =

(11)

POTENCIA MEDIA

• En pocas palabras:_{En pocas palabras:} “

“La potencia promedio que una fuente La potencia promedio que una fuente entrega a un circuito pasivo es igual entrega a un circuito pasivo es igual

a la mitad del producto de las a la mitad del producto de las

amplitudes máximas del voltaje y la amplitudes máximas del voltaje y la

corriente multiplicadas por el coseno corriente multiplicadas por el coseno

de la diferencia de ángulos del de la diferencia de ángulos del

voltaje y la corriente.” voltaje y la corriente.”

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POTENCIA MEDIA EN UN

CIRCUITO RESISTIVO DE C.A.

• En un circuito En un circuito puramente puramente resistivo, la resistivo, la expresión queda: expresión queda: • Cuando el circuito _{Cuando el circuito}

es puramente es puramente resistivo la resistivo la diferencia de diferencia de ángulos de fase es ángulos de fase es cero, es decir: cero, es decir: θθ=0°=0° R V R i W_m 2 max 2 max 2 1 2 1 = = • θ cos 2 1 max maxi v W•_m = ( )0 cos 2 1 max maxi v W•_m =

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POTENCIA MEDIA EN UN

CIRCUITO RESISTIVO DE C.A.

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VALOR EFICAZ

• El valor eficaz de una corriente _{El valor eficaz de una corriente} senoidal se determina sobre la senoidal se determina sobre la

base de que dos corrientes, una base de que dos corrientes, una

senoidal y una continua, le senoidal y una continua, le

entregan la misma potencia a entregan la misma potencia a

una resistencia dada. una resistencia dada.

(15)

VALOR EFICAZ

• El valor eficaz normalmente se _{El valor eficaz normalmente se} le llama valor rms (del nombre le llama valor rms (del nombre

en ingles root mean square). en ingles root mean square).

• El nombre proviene del proceso _{El nombre proviene del proceso} que se sigue para obtener ese que se sigue para obtener ese

valor. valor.

(16)

VALOR EFICAZ

• En términos _{En términos} simplificados simplificados

queda que los queda que los

valores eficaces valores eficaces de voltaje y de voltaje y corriente se corriente se calculan como: calculan como: max 2 1 i i_ef = max 2 1 v v_ef =

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POTENCIA REAL

• La potencia real es la potencia _{La potencia real es la potencia} promedio expresada en términos promedio expresada en términos

de valores eficaces. de valores eficaces.

• Se denomina con la letra P._{Se denomina con la letra P.} • Su unidad es el watt._{Su unidad es el watt.}

θ cos ef ef i v P =

(18)

POTENCIA APARENTE

• La potencia aparente es el _{La potencia aparente es el}

producto de los valores eficaces producto de los valores eficaces

de voltaje y corriente. de voltaje y corriente.

• Se denomina por la letra S._{Se denomina por la letra S.} • Su unidad es el volt-ampere._{Su unidad es el volt-ampere.}

ef ef i v S =

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FACTOR DE POTENCIA

• El factor de potencia es el _{El factor de potencia es el}

cociente de la potencia real y la cociente de la potencia real y la

potencia aparente. potencia aparente.

• La potencia real nunca podrá _{La potencia real nunca podrá} ser mayor que la potencia

ser mayor que la potencia aparente. aparente. θ θ cos cos = = ef ef i v i v FP

(20)

NOTA

1.

1. Para un circuito puramente _{Para un circuito puramente}

resistivo la corriente y el voltaje resistivo la corriente y el voltaje

están en fase (

están en fase (θ_θ=0°)._=0°). 2.

2. Para un circuito inductivo la _{Para un circuito inductivo la} corriente está atrasada 90

corriente está atrasada 90°_° respecto al voltaje (

respecto al voltaje (θθ=-90°).=-90°). 3.

3. Para un circuito capacitivo la Para un circuito capacitivo la corriente está adelantada 90 corriente está adelantada 90°_°

respecto al voltaje (

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CIRCUITO ELECTRICO RESISTIVO

EN SERIE CON C.A.

(22)

CIRCUITO ELECTRICO RESISTIVO

EN PARALELO CON C.A.