Corriente Alterna

INTRODUCCIÓN

La electricidad, en la actualidad es utilizada en todo el mundo. No existe país, región o conglomerado social en la cual esta maravillosa energía no este presente. Solo basta oprimir un botón y toda la tecnología moderna se pone en acción. Para que todo sea fácil, para que todo sea sencillo debe de existir un gran respaldo y una buena investigación y un profundo estudio.

Este curso brinda las bases a los estudiantes de la especialidad de técnico en las instalaciones y de mantenimiento eléctrico que se imparte a las escuelas de nivel medio superior del Instituto Politécnico Nacional.

La electrotecnia de la corriente es el estudio de las teorías, leyes y prácticas de este tipo de energía que es la más utilizada en todo el mundo.

En forma sencilla, clara y concreta se tocan todos los temas del programa oficial y se guía al alumno en forma lógica hasta finalizar el curso.

El deseo del autor es que los apuntes faciliten el estudio de la materia a todos

los alumnos que han elegido esta especialidad.

ELECTROTECNIA DE CORRIENTE ALTERNA

PRIMERA UNIDAD

1.- GENERALIDADES

a) Descripción gráfica de corriente y tensión de corriente directa (C.D) Y CORRIENTE ALTERNA (C.A)

La señal eléctrica denominada corriente directa (C:D) puede indicar una tensión o una corriente e inclusive una potencia eléctrica. Gráficamente una señal eléctrica de C:D, sobre un nivel preestablecido, es aquella que instantáneamente alcanza un valor (de tensión o corriente) positivo o negativo y allí se mantiene es decir, es constantemente o continua.

El nombre de DIRECTA, se debe a que esta señal siempre va en la misma dirección en un circuito eléctrico; esta dirección puede ser electrónica o convencional.

La señal eléctrica denominada corriente alterna puede indicar una tensión o una corriente e inclusive una potencia eléctrica. Gráficamente, una seña eléctrica de C.A, sobre un nivel preestablecido es aquella que tiene una forma de onda que cambia alternativamente entre positivo y negativo respecto a ese nivel para tener una explicación más clara es preciso distinguir los términos onda cuadrada senoidal o triangular la que mas nos interesa es la tensión senoidal de corriente alterna. Dado este tipo de señal se encuentra en la gran mayoría de los casos, se puede aplicar sin confusión las frases abreviadas de “Tensión de C:A” o Corriente de C:A”

b) Definición de la corriente alterna (C.A)

La corriente alterna es una forma de energía eléctrica ampliamente utilizada en todo el mundo. La energía eléctrica que se usa en todo el mundo es normalmente de C.A tiene la particularidad de ser generada en grandes cantidades y bajo costo, por lo general no es importante considerar su polaridad, se dispone de ella con solo tener una toma corriente (contacto). Sus valores de tensión y corriente pueden variarse fácilmente con los transformadores.

Se puede definir a la corriente alterna como aquella forma de energía eléctrica la cual es originada por el constante movimiento de electrones los cuales aumentan y disminuyen su circulación en velocidad y sentido constantemente y en forma periódica es decir, van y vienen por un conductor periódicamente, considerando un punto de referencia se dice que cuando los electrones van (se alejan) el sentido de la señal es positiva, llegando al lugar más alejado se detiene y entonces la señal se hace cero, cuando vienen (se alejan) el sentido de la señal es negativo hasta llegar al punto de origen deteniéndose otra vez y siendo cero la señal y así sucesivamente.

C) Obtención de la f.e.m. inducida de un generador elemental monofásico

Un alternador o generador de C.A es un dispositivo electromecánico capaz de convertir energía mecánica en energía eléctrica básicamente esta constituido por dos componentes: el rotor o armadura y el estator. El rotor siempre gira dentro del estator, que es estacionario.

Cuando se hace girar el rotor con alguna fuerza externa (agua, aire, vapor, gas, etc.) los conductores del rotor cortan las líneas de fuerza magnética establecidas por los polos del estator.

**Los polos pueden ser los de un imán permanente o electroimán.

**De acuerdo con la ley de Faraday la longitud del conductor que pasa por el campo magnético, tendrá una f.e.m. inducida, como se observa en la figura, observe que las fems inducidas en cada conductor se suman de modo que la tensión generada en las terminales es la suma de las dos fems inducidas.

Puesto que el rotor está girando y las terminales de salida a y b se hallan conectadas a alguna carga externa fija hay necesidad de los anillos rozantes que se observan. Los anillos deslizantes son superficies conductoras circulares que proporcionan una trayectoria de conducción de la tensión generada a la carga y evitan que se tuerza la bobina en a y b desarrollará una corriente (I) que lleva la dirección que se observa en la figura.

Esta dirección de la corriente esta determinada por la regla de la mano derecha para los generadores la cual dice que se ponen los dedos pulgar, índice y medio rectos a (90 grados) uno con respecto al otro, como se indica en la figura.

El pulgar se coloca en dirección de la fuerza o el movimiento del conductor, el índice en la dirección de las líneas de flujo magnético y el dedo medio indica la dirección que lleva la corriente que se produce en el conductor si se conecta una carga. Observe que la dirección de la corriente que se produce en el conductor superior al inferior. Esto se debe a que la dirección del movimiento es invertido para cada conductor.

Si se analiza una secuencia de posición de la bobina o espira dentro del campo magnético puede componer la generación de la C.A ya que se va determinando

paso a paso la magnitud relativa y la polaridad de la tensión generada.

Posición 1 Posicion 2 Posicion 3

Posición 4 Posicion 5 Posicion 6

Posición 7 Posicion

...