CORRIENTE ALTERNA: La corriente alterna (CA) es un tipo de corriente eléctrica que se caracteriza por cambiar a lo largo del tiempo, ya sea en intensidad o en sentido, a intervalos regulares. El voltaje varía entre los valores máximo y mínimo de manera cíclica, el valor del voltaje es positivo la mitad del tiempo (semiciclo positivo o semiperiodo positivo) y negativo la otra mitad. Esto significa que la mitad del tiempo la corriente circula en un sentido, la otra mitad de tiempo en el otro sentido. La forma más habitual de la ondulación sigue una función trigonométrica tipo seno, dado que es la forma más eficiente y práctica de producir energía eléctrica mediante alternadores. Sin embargo hay ciertas aplicaciones en las que se utilizan otras formas de onda, como la onda cuadrada o la onda triangular. Este tipo de corriente es producida por los alternadores y es la que se genera en las centrales eléctricas. La corriente que usamos en los enchufes o tomas de corriente de las viviendas es de este tipo. Este tipo de corriente es la más habitual porque es la más fácil de generar y transportar. El alternador hace girar sus espiras (rotor) 50 veces cada segundo generando una onda de corriente y tensión senoidal o sinusoidal. Esta velocidad de giro se dice que tiene una frecuencia de 50Hz (vueltas por segundo). En américa es de 60Hz. En este tipo de corriente, la intensidad varia con el tiempo (número de electrones variable) y además, cambia de sentido de circulación 50 veces cada segundo (frecuencia de 50Hz). También la tensión generada entre los dos bornes (polos) varía con el tiempo en forma de onda senoidal, por lo que no es constante. Esta onda se conoce como onda alterna senoidal y es la más común ya que es la que tenemos en nuestras casas. La onda senoidal que genera el alternador tiene en cada instante el mismo valor que la proyección sobre el eje Y del punto donde se encuentra la espira: - El periodo (T) es la duración de un ciclo y es la inversa de la frecuencia. - w es la velocidad angular de la onda o ángulo girado por la onda en la unidad de tiempo (radianes/segundo). 1 ciclo es 2π radianes. w = 2 x π x f. π es el número pi. Se expresa en radianes/segundo. - La amplitud de la señal es la distancia entre 2 picos o valles. La curva de la tensión generada por un alternador (corriente alterna) y la curva de la intensidad tendrán la misma forma (senoidal) pero con diferentes valores máximos. Vefi = Vmáximo/ √2 - Como ya vimos la frecuencia de la onda (f) es el número de ciclos de la onda que se repitan cada segundo y se expresa en Hertzios. Suele ser una onda de 50Hz de frecuencia (60Hz en América). - El periodo (T) es la duración de un ciclo y es la inversa de la frecuencia. - w es la velocidad angular de la onda o ángulo girado por la onda en la unidad de tiempo (radianes/segundo). 1 ciclo es 2π radianes. w = 2 x π x f. π es el número pi. Se expresa en radianes/segundo. - La amplitud de la señal es la distancia entre 2 picos o valles. La curva de la tensión generada por un alternador (corriente alterna) y la curva de la intensidad tendrán la misma forma (senoidal) pero con diferentes valores máximos. COMPORTAMIENTO DE UNA RESITENCIA Y CAPACITOR EN C.A. El componente más pasivo es la resistencia y al pasar una corriente alterna a través de ella sus variaciones de polaridad no influyen demasiado en el comportamiento electrónico de la misma. No sucede así con los otros elementos pasivos como los condensadores y las bobinas; ya que estos elementos presentan también una cierta oposición al paso de la corriente, sí que en circuitos de AC no podemos hablar de efectos de resistencia, inductancia y capacidad puros, sino mas bien de efectos simultáneos. A la hora de enfrentarnos a la corriente alterna tenemos que empezar a considerar seriamente que una bobina no es sólo una inductancia sino que también posee cierta cantidad de resistencia óhmica. Por esta razón, y a partir de ahora, cuando veamos una “L” en un circuito debemos pensar que estamos ante un componente que en realidad debe presentarse como “L+R”. El mis criterio rige para los condensadores. Cada vez que tengamos un condensador delante debemos acostumbrarnos a ver un “C+R”. La resistencia que ofrece un condensador al paso de la corriente se le denomina reactancia capacitiva, mientras que a la resistencia que ofrece una bobina a la corriente alterna se le denomina reactancia inductiva. Su representación es, respectivamente, XC y XL. Resistencias: Estos son los únicos elementos pasivos para los cuales la respuesta es la misma tanto para AC como para CC. Se dice que en una resistencia la tensión y la corriente están en fase. El comportamiento de las resistencias o de los circuitos resistivos puros en corriente alterna es bastante similar al comportamiento en corriente continua, pero teniendo en cuenta que la tensión de alimentación es variable con el tiempo según su propia función. La caída de tensión en la resistencia, la corriente, etc., son valores que varían en función del tiempo, tal como lo hace la señal y con la misma fase. Los elementos resistivos no provocan desfasajes entre la tensión y la corriente. En cada instante la corriente es directamente proporcional a la tensión en ese instante e inversamente proporcional a la resistencia. Tensión y corriente en forma fasorial En forma fasorial se ven los fasores de tensión y corriente sobre una misma línea (sin un ángulo de desfasaje). Estos fasores giran en sentido antihorario tantas veces como indica la frecuencia de la señal. Capacitor: A diferencia en del comportamiento de un capacitor con la corriente continua (donde no hay paso de corriente), el paso de la corriente alterna por el capacitor si ocurre. Otra característica del paso de una corriente alterna en un capacitor es que el voltaje que aparece en los terminales del mismo está desfasado o corrido 90° hacia atrás con respecto a la corriente que lo atraviesa. Este desfase entre el voltaje y la corriente se debe a que el capacitor se opone a los cambios bruscos de voltaje entre sus terminales. ¿Qué significa estar desfasado o corrido? Significa que el valor máximo del voltaje aparece 90° después que el valor máximo de la corriente. En el diagrama se observa que la curva en color rojo ocurre siempre antes que la curva en color negro en 90° o 1/4 del ciclo. Entonces se dice que el voltaje está atrasado con respecto a la corriente o lo que es lo mismo, que la corriente está adelantada a la tensión o voltaje. Si se multiplican los valores instantáneos de la corriente y el voltaje en un capacitor se obtiene una curva sinusoidal (del doble de la frecuencia de corriente o voltaje), que es la curva de potencia. Esta curva tiene una parte positiva y una parte negativa, esto significa que en un instante el capacitor recibe potencia y en otro tiene que entregar potencia, con lo cual se deduce que el capacitor no consume potencia (caso ideal. Se entrega la misma potencia que se recibe). En un circuito de corriente alterna el condensador permite el paso de la corriente y se comporta como una reactancia capacitiva XC, que depende de la capacidad del condensador y de la frecuencia de la corriente. Al aplicar voltaje alterno a un capacitor, éste presenta una oposición al paso de la corriente alterna, el valor de esta oposición se llama reactancia capacitiva (Xc) y se puede calcular con la ley de Ohm XC = V/I, y con la fórmula: Donde: – XC = reactancia capacitiva en ohmios – f = frecuencia en Hertz (Hz) – C = capacidad en Faradios (F) CONCLUSIONES: Los capacitores tienen muchas aplicaciones que utilizan su capacidad de almacenar carga y energía El acto de cargar o descargar un capacitor, se puede encontrar una situación en que las corrientes, voltajes y potencias si cambian con el tiempo. En esta práctica se calculó el desfasamiento entre la tensión y la corriente que se presenta en un circuito RC, este ángulo fue realizado gracias a la curva de Lissajous y también por medio del osciloscopio. En este análisis se verificó que efectivamente como se explica en el marco teórico, la tensión de la resistencia se adelanta con respecto a la tensión del capacitor. https://solar-energia.net/definiciones/corriente-alterna.html https://www.areatecnologia.com/corriente-continua-alterna.htm https://www.fisicapractica.com/resistivos-alterna.php http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/electric/acres.html http://www.heurema.com/PDF32.htm https://unicrom.com/condensador-en-ac-capacitor-y-la-corriente-alterna/
