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 BS,
• 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 w t. El
  flujo del campo magnético B a través de una
  espira de área S es
• F BSBScos(w t)
• 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 w tp/2 ó
  3p/2, cuando el flujo F es mínimo (el campo
  magnético está en el plano de la espira), y es
  nula cuando w t0 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.