Analisis de circuitos de corriente alterna

Teoría de los circuitos de corriente alterna

Como la tensión y la corriente alcanzan sus valores máximos al mismo tiempo, están en fase. La ley de Ohm y las expresiones anteriores para la potencia son válidas para este circuito si se utiliza el valor cuadrático medio (rms) de la tensión y el rms de la corriente, a veces llamado valor efectivo. Estas relaciones son

Un circuito con una resistencia, un condensador y un generador de corriente alterna se denomina circuito RC. Un condensador es básicamente un conjunto de placas conductoras separadas por un aislante; por lo tanto, una corriente constante no puede pasar a través del condensador. Una corriente que varía con el tiempo puede añadir o eliminar cargas de las placas del condensador. En la figura 2 se muestra un circuito sencillo para cargar un condensador.

Inicialmente, en el tiempo t = 0, el interruptor (S) está abierto y no hay carga en el condensador. Cuando el interruptor está cerrado, una corriente pasará a través de la resistencia y cargará el condensador. La corriente cesará cuando la caída de tensión en el condensador sea igual al potencial de la batería (V). Una vez que el condensador alcance la carga máxima, la corriente disminuirá hasta cero. La corriente es máxima inmediatamente después del cierre del interruptor y disminuye exponencialmente con el tiempo. La constante de tiempo capacitiva (τ), la letra griega tau) es el tiempo que tarda la carga en decaer hasta 1/ e de su valor inicial, donde e es el logaritmo natural. Un condensador con una constante de tiempo grande cambiará lentamente. La constante de tiempo capacitiva es τ = RC.

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Análisis de redes de corriente alterna

serie de libros (PHAP)ResumenLa teoría de la corriente alterna, o ac, se ocupa del análisis matemático del comportamiento en estado estacionario de los circuitos eléctricos en los que las corrientes y tensiones varían periódicamente con el tiempo. El análisis se simplifica considerando sólo las variaciones sinusoidales, un enfoque que no es restrictivo ya que cualquier forma de onda periódica general puede representarse como una suma de tales cantidades, es decir, una serie de Fourier. En este capítulo se muestra cómo las formas de onda sinusoidales pueden representarse tanto gráfica como matemáticamente y cómo, en consecuencia, el efecto de varios elementos del circuito puede expresarse en términos de impedancias generalizadas.Palabras clavePotencia reactiva Tensión frente a factor de potencia Tensión pico Potencia compleja

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La corriente alterna (CA) es una corriente eléctrica que invierte periódicamente su dirección y cambia su magnitud de forma continua con el tiempo, en contraste con la corriente continua (CC) que fluye sólo en una dirección. La corriente alterna es la forma en que se suministra la energía eléctrica a las empresas y a las residencias, y es la forma de energía eléctrica que los consumidores suelen utilizar cuando conectan los electrodomésticos de la cocina, los televisores, los ventiladores y las lámparas eléctricas a un enchufe. Una fuente común de corriente continua es la pila de una linterna. Las abreviaturas AC y DC se utilizan a menudo para significar simplemente alterna y continua, como cuando modifican la corriente o el voltaje[1][2].

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La forma de onda habitual de la corriente alterna en la mayoría de los circuitos eléctricos es una onda sinusoidal, cuyo semiperiodo positivo se corresponde con el sentido positivo de la corriente y viceversa. El sentido de la corriente puede no invertirse realmente (como en el caso de la forma de onda pulsante etiquetada). En ciertas aplicaciones, como los amplificadores de guitarra, se utilizan formas de onda diferentes, como las ondas triangulares o las ondas cuadradas. Las señales de audio y radio transportadas por los cables eléctricos también son ejemplos de corriente alterna. Estos tipos de corriente alterna transportan información, como sonido (audio) o imágenes (vídeo), a veces mediante la modulación de una señal portadora de corriente alterna. Estas corrientes suelen alternarse a frecuencias más altas que las utilizadas en la transmisión de energía.

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La mayoría de los estudiantes de electricidad comienzan su estudio con lo que se conoce como corriente continua (CC), que es la electricidad que fluye en una dirección constante, y/o que posee un voltaje con polaridad constante. La CC es el tipo de electricidad que produce una pila (con terminales positivos y negativos definidos), o el tipo de carga que se genera al frotar ciertos tipos de materiales entre sí.

Por muy útil y fácil de entender que sea la corriente continua, no es el único “tipo” de electricidad que se utiliza. Ciertas fuentes de electricidad (sobre todo, los generadores electromecánicos rotativos) producen naturalmente tensiones que alternan su polaridad, invirtiendo lo positivo y lo negativo a lo largo del tiempo. Este “tipo” de electricidad se conoce como corriente alterna (CA), ya sea como tensión que cambia de polaridad o como corriente que cambia de dirección:

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Uno podría preguntarse por qué alguien se preocuparía por algo como la CA. Es cierto que en algunos casos la CA no tiene ninguna ventaja práctica sobre la CC. En las aplicaciones en las que la electricidad se utiliza para disipar energía en forma de calor, la polaridad o la dirección de la corriente es irrelevante, siempre que haya suficiente tensión y corriente en la carga para producir el calor deseado (disipación de energía). Sin embargo, con la CA es posible construir generadores eléctricos, motores y sistemas de distribución de energía que son mucho más eficientes que la CC, por lo que la CA se utiliza predominantemente en todo el mundo en aplicaciones de alta potencia. Para explicar los detalles de este hecho, es necesario conocer un poco los antecedentes de la CA.

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