FUNDAMENTOS DE CORRIENTE ALTERNA

1. FUNDAMENTOS DE CORRIENTE ALTERNA

2. CORRIENTE DIRECTA La energía eléctrica puede generarse de dos maneras: • Corriente Directa y • Corriente Alterna.

3. CORRIENTE DIRECTA Se llama Corriente Directa cuando la diferencia de potencial entre las terminales de la fuente de energía se mantiene constante en todo momento. V(t) = cte. v + V - t

4. CORRIENTE ALTERNA El generador de corriente alterna es un dispositivo que convierte la energía mecánica en energía eléctrica. El generador más simple consta de una espira rectangular que gira en un campo magnético uniforme. El movimiento de rotación de las espiras es producido por el movimiento de una turbina accionada por una corriente de agua en una central hidroeléctrica, o por un chorro de vapor en una central térmica. En el primer caso, una parte de la energía potencial del agua embalsada se transforma en energía eléctrica; en el segundo caso, una parte de la energía química se transforma en energía eléctrica al quemar carbón u otro combustible fósil.

5. CORRIENTE ALTERNA

6. CORRIENTE ALTERNA Cuando la espira gira, el flujo del campo magnético a través de la espira cambia con el tiempo. Se produce una FEM. Los extremos de la espira se conectan a dos anillos que giran con la espira, tal como se ve en la figura. Las conexiones al circuito externo se hacen mediante escobillas estacionarias en contacto con los anillos. Si se conecta una bombilla al generador se apreciará que por el filamento de la bombilla circula una corriente que hace que se ponga incandescente, y emite tanta más luz cuanto mayor sea la velocidad con que gira la espira en el campo magnético.

7. CORRIENTE ALTERNA Con este ejemplo, se completan las tres formas que hay de variar con el tiempo el flujo de un campo magnético a través de una espira, F =B·S, como producto escalar de dos vectores, el vector campo B y el vector superficie S. Cuando el campo cambia con el tiempo. Cuando el área de la espira cambia con el tiempo. Cuando el ángulo entre el vector campo B y el vector superficie S cambia con el tiempo.

8. CORRIENTE ALTERNA LEY DE FARADAY Y LEY DE LENZ

9. CORRIENTE ALTERNA Suponiendo que la espira gira con velocidad angular constante w . Al cabo de un cierto tiempo t el ángulo que forma el campo magnético y la perpendicular al plano de la espira es wt. El flujo del campo magnético B a través de una espira de área S es F =B·S=B·S·cos(wt) La FEM en la espira es

10. CORRIENTE ALTERNA

11. CORRIENTE ALTERNA La fem Ve  varía sinusoidalmente con el tiempo, como se muestra en la figura. La FEM alcanza su valor máximo en valor absoluto cuando wt=p/2 ó 3p/2, cuando el flujo F es mínimo (el campo magnético está en el plano de la espira), y es nula cuando wt=0 ó p, cuando el flujo es máximo (el campo magnético es perpendicular al plano de la espira).

12. CORRIENTE ALTERNA VALOR MEDIO Se llama valor medio de una tensión (o corriente) alterna a la media aritmética de todos los valores instantáneos de tensión ( o corriente), medidos en un cierto intervalo de tiempo. En una corriente alterna sinusoidal, el valor medio durante un período es nulo: en efecto, los valores positivos se compensan con los negativos. Vm = 0

13. CORRIENTE ALTERNA En cambio, durante medio periodo, el valor medio es siendo V0 el valor máximo.

14. CORRIENTE ALTERNA VALOR EFICAZ Se llama valor eficaz de una corriente alterna, al valor que tendría una corriente continua que produjera la misma potencia que dicha corriente alterna, al aplicarla sobre una misma resistencia. Es decir, se conoce el valor máximo de una corriente alterna (I0). Se aplica ésta sobre una cierta resistencia y se mide la potencia producida sobre ella. A continuación, se busca un valor de corriente continua que produzca la misma potencia sobre esa misma resistencia. A este último valor, se le llama valor eficaz de la primera corriente (la alterna).

15. CORRIENTE ALTERNA Para una señal sinusoidal, el valor eficaz de la tensión es: y del mismo modo para la corriente

16. CORRIENTE ALTERNA la potencia eficaz resultará ser: Es decir que es la mitad de la potencia máxima (o potencia de pico) La tensión o la potencia eficaz, se nombran muchas veces por las letras RMS. O sea, el decir 10 VRMS ó 15 WRMS sifnificarán 10 Volts eficaces ó 15 Watts eficaces, respectivamente.