COMPORTAMIENTO DE LAS CARGAS EN C.A

COMPORTAMIENTO DE LAS CARGAS EN C.A.

En C.A. existen tres tipos básicos de cargas con las que trabaja un circuito eléctrico, estas son:

a) Cargas resistivas.

b) Cargas inductivas.

c) Cargas capacitivas.

Cuando una onda de voltaje de corriente alterna es aplicada a estas cargas, se presentan algunos fenómenos importantes entre la onda de voltaje y la onda de corriente que se genera como consecuencia de aplicar dicha onda de voltaje. Dependiendo del tipo de carga a la que se le haya aplicado el voltaje de C.A., la onda de corriente puede estar en fase con la onda de voltaje, atrasada o adelantada. A continuación se analizará el efecto que provocan dichas cargas sobre la corriente de C.A.

Cargas puramente resistivas.

Las cargas resistivas no producen efecto alguno sobre la onda de corriente, es decir, mantienen a la corriente en fase con respecto al voltaje. La figura 1.1 ilustra esta situación.

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Figura 1.1. Relación de fase V-I para una carga puramente resistiva

Como se puede observar de la figura 1, no existe desfasamiento entre la tensión y la corriente, es decir, el ángulo de desfasamiento es cero. En este caso el ángulo de desfasamiento entre el voltaje y la corriente es la separación en el tiempo que pudiera existir entre una onda y otra.

Entre las cargas que se consideran resistivas se tienen las cargas de alumbrado, dispositivos electrónicos y en general cualquier carga que no tenga bobinas o capacitores conectados a la C.A.

Las cargas resistivas provocan un efecto ideal sobre la corriente. La gráfica que muestra la figura 1 sería lo ideal que se perseguiría en todo circuito eléctrico, desafortunadamente los circuitos eléctricos, en la práctica, no sólo se componen de cargas resistivas.

Recuerde que la resistencia se define como una oposición al paso de la corriente eléctrica.

Cargas puramente inductivas

Las cargas puramente inductivas retrasan en 90o la onda de corriente con respecto a la onda de voltaje. La figura 1.2 ilustra esta situación.

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Figura 1.2. Relación de fase V-I para una carga puramente inductiva.

Como se puede observar de la figura 1.2, la corriente tiene un ángulo de fase de 90o, es decir, la corriente y el voltaje están desfasados 90o.

Todas las cargas inductivas provocan un retraso de la corriente con respecto al voltaje. Las cargas inductivas se oponen al cambio de la corriente. Esta oposición se llama reactancia inductiva, la cual se simboliza por XL.

La reactancia inductiva sólo se opone a los cambios de corriente. De acuerdo con lo anterior, este fenómeno de la reactancia inductiva no existe en los circuitos de CD, ya que la corriente permanece constante. Únicamente en los fenómenos transitorios tendría algún efecto la reactancia inductiva en circuitos de CD.

En el análisis de los circuitos eléctricos de CA, la reactancia inductiva se opone a los cambios en la corriente, su unidad es el OHM.

Las cargas inductivas son todas aquellas cargas que necesitan bobinas para su funcionamiento, por ejemplo: motores, transformadores, hornos inductivos, balastros, etc.

Cargas puramente capacitivas.

Las cargas puramente capacitivas adelantan en 90o la onda de corriente con respecto a la onda de voltaje. La figura 1.3 ilustra esta situación.

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Figura 1.3. Relación de fase V-I para una carga puramente capacitiva

Como se puede observar de la figura 1.3, la onda de corriente tiene un ángulo de fase de 90o, es decir, entre la onda de corriente y la de voltaje hay un desfasamiento de 90o.

De manera general, todas las cargas capacitivas adelantan a la corriente con respecto al voltaje. Las cargas capacitivas se oponen a los cambios en la corriente. A este fenómeno de oposición se le conoce con el nombre de reactancia capacitiva Xc.

Debido a que la reactancia capacitiva sólo se opone a los cambios de corriente, Xc no existe en los circuitos de CD en donde la corriente permanece constante.

ANÁLISIS DE UNA CARGA REAL EN CA

Los tipos de cargas descritos en el subtema 1.3 no existen realmente en forma pura. El estudio realizado sobre las cargas en CA se basó en la suposición de una carga ideal pura.

En la práctica, las cargas en CA son una combinación de los tres tipos de cargas descritas anteriormente. Normalmente una carga real en CA se compone de una parte resistiva y una carga inductiva. La carga capacitiva se utiliza para compensar los efectos que provoque la carga inductiva sobre la corriente. En base a lo anterior, en una carga real, la onda de corriente sufre un retraso con respecto a la onda de voltaje. La figura 1.4 muestra esta situación.

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