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Capítulo1
Conceptos y análisis de circuitos
básicos en corriente alterna
1.1 RESISTENCIA PURAMENTE ÓHMICA
Se entiende por resistencia óhmica pura, aquella cuyo valor viene dado específicamente por sus características físicas materiales, siendo su valor constante e
independiente de la frecuencia. Dicho valor viene determinado por el parámetro
resistividad, ρ, característico de cada material. Así, pues, el valor resistivo de un
hilo conductor (por ejemplo, cobre) de una cierta longitud y sección viene dado
exclusivamente por la conocida expresión:
R= ρ
l
S
Y el valor de la resistencia (R) es igual tanto en c.c. como en c.a.; de hecho, en
la fórmula no aparece el factor frecuencia. En el caso de los componentes denominados resistores (o simplemente, resistencias) es su valor característico. Así, por
ejemplo, una resistencia pura de 100 Ω debe producir el mismo efecto de oposición
al paso de la corriente tanto con una tensión continua como con una tensión alterna;
el valor de corriente queda determinado por los 100 Ω, como se representa gráficamente en la figura 1.1.
1.2 LA BOBINA EN CORRIENTE ALTERNA. REACTANCIA
INDUCTIVA (XL)
Antes de pasar a explicar el comportamiento y características que presenta la
bobina cuando se le aplica corriente alterna, veamos un breve repaso sobre el comportamiento de la bobina en corriente continua.
Comportamiento de la bobina en corriente continua:
Cuando se le aplica una tensión continua a la bobina ésta genera un campo
magnético mientras circule corriente por ella; o sea, se comporta como un imán
(fig.1.2). Además, se producen unos retrasos en la corriente en los instantes de la
conexión y desconexión (fig.1.3), que hace que se tarde un cierto en alcanzar los
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Conceptos y análisis de circuitos básicos en corriente alterna
Figura 1.1.
Figura 1.2.
La bobina en corriente alterna. Reactancia inductiva (XL)
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Figura 1.3. Variación de la corriente y pulsos de f.e.m. en la bobina en los instantes de la
conexión y desconexión.
Conceptos y análisis de circuitos básicos en corriente alterna
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valores permanentes. (Esto es debido al efecto de autoinducción; las variaciones de
corriente dan lugar a que se genere una f.e.m. cuya polaridad es siempre tal que se
opone a que la corriente aumente o disminuya – ley de Lenz). Asimismo, en los instantes de la desconexión, debido al efecto de autoinducción y a la gran rapidez con
se puede extinguir la corriente, se pueden generar unos impulsos de f.e.m. de muy
elevado voltaje.
A nivel resistivo, todo se limita a la resistencia óhmica del hilo; por ello, en la
práctica, a veces se dice que la bobina en corriente continua se comporta como si
fuera un hilo conductor
Cuando la bobina recibe corriente alterna, además de la resistencia puramente
óhmica determinada por el hilo, aparece otro factor de oposición a la circulación de
la c.a. que se denomina reactancia inductiva, que se representa por XL y se mide en
Ω. Esto es debido al efecto de autoinducción, que se da de forma continua y con una
rapidez determinada por la frecuencia.
La reactancia es el valor resistivo que normalmente se tiene en cuenta en las
bobinas; de hecho, en la bobina ideal (o pura) se supone una resistencia óhmica (la
del hilo) de 0 Ω.
El valor de reactancia de una bobina depende de su valor de inductancia y de
la frecuencia de la corriente alterna aplicada. Se basa en la fórmula:
XL = 2π - f - L = ω L
XL = Reactancia inductiva (Ω)
2π = 6,283
f = Frecuencia (Hz)
L = Inductancia de la bobina (H)
Ejemplo 1.1:
Una bobina de 2 H conectada a una tensión de 2 kHz presenta una reactancia de:
XL = 2π - f - L = 6,283 × 2.000 × 2 = 25132 Ω
Así, a dicha frecuencia equivale a una resistencia de 25132 Ω.
Aunque la bobina equivale a dicho valor resistivo, en la realidad, no es equivalente totalmente a una resistencia del mismo valor óhmico, ya que, como más adelante se explica, no disipa potencia eléctrica como la resistencia.
La oposición que presenta una bobina al paso de la corriente alterna, como se
deduce, aumenta pues con la frecuencia; la reactancia es mayor conforme aumenta
la frecuencia. Y cuanto mayor sea el valor de la inductancia (L) mayor será también
el efecto de la reactancia (fig.1.4); el factor 2π L es una constante que determina la
pendiente de la recta. De hecho, la expresión XL = 2π f L se corresponde con la ecuación de una recta, y = a x + b, siendo: b = 0, a = 2π L y x = f.
A muy elevada frecuencia, como se deduce, su reactancia tiende a infinito; o
sea, la bobina tiende a comportarse como un circuito abierto. Por otra parte, a fre-