CORRIENTE ALTERNA.
Enviado por projas82 • 9 de Octubre de 2016 • Informes • 2.448 Palabras (10 Páginas) • 265 Visitas
CORRIENTE ALTERNA.
Altern current.
Clara García Prieto1, Paula Rojas Rojas2, Luisa Rojas Porras2
- Resumen
La corriente alterna es una manifestación de onda de tipo sinusoidal que varía su magnitud y su sentido en función del tiempo. De esta forma, se consigue una trasmisión más eficiente de energía. El objetivo principal de esta práctica fue analizar el comportamiento de los circuitos R-L, R-C y R-L-C, aplicando una corriente alterna. Mediante un montaje que constó de una bobina (L), un bombillo actuando como resistencia (R) y un condensador (C), se tomaron las tenciones en cada uno de los componentes de acuerdo al circuito evaluado en ese momento. Además, se midió la potencia general del montaje haciendo uso de un vatímetro. En el circuito R-L, se logró determinar que la corriente es directamente proporcional a la posición del entrehierro de la bobina; De igual forma, se pudo observar el momento de resonancia en los componentes inductivos y capacitivos del circuito R-L-C.
Palabras claves: rotores, potencia, ángulo de fase.
Abstract
Alternating current is a manifestation of sinusoidal wave that varies its magnitude and direction with time. This way, a more efficient energy transmission is achieved. The main objective of this practice was to analyze the behavior of circuits R-L, R-C and R-L-C, applying an alternating current. By an assembly consisted of a coil (L), light bulb acting as resistance (R) and a capacitor (C), the tensions in each of the components according to the circuit evaluated at that time were taken. In addition, the general power assembly was measured using a wattmeter. In the R-L circuit, it was determined that the current is directly proportional to the position of the air gap of the coil; Similarly, the resonance`s moment was observed each the inductive and capacitive components R-L-C circuit.
- Introducción
El siguiente informe presenta los datos obtenidos de manera experimental con el fin de analizar los diferentes comportamientos y características eléctricas de los circuitos R-L, R-C, R-L-C en serie aplicando un voltaje alterno.
Un circuito en corriente alterna se lleva a cabo cuando la fuente que alimenta los circuitos es de carácter alterno, es decir que el voltaje suministrado por la fuente no se mantiene constante, sino que varía con el tiempo de manera senoidal. Los receptor de corriente alterna se pueden comportar de tres maneras diferentes dependiendo del receptor; Receptores resistivos puros ya que solo tienen resistencia pura. Se llaman receptores R. Receptores inductivos puros ya que solo tienen un componente inductivo puro (bobina). Se llaman L. Receptores capacitivos puros ya que solo tienen un componente capacitivo (condensadores). Se llaman C. En este caso analizamos el estudio de los tres comportamientos anteriores midiendo el factor de potencia y estudiando el fenómeno de la resonancia.
- Marco teórico
El análisis de los circuitos R-L, R-C y R-L-C cuando la fuente que alimenta los circuitos es de carácter alterno, es decir que el voltaje suministrado por la fuente no se mantiene constante, sino que varía con el tiempo de manera senoidal. El voltaje suministrado por la fuente se expresa mediante la siguiente relación:
Donde Vo representa el voltaje máximo y w la frecuencia angular.[pic 1]
Circuito resistivo.
La variación del voltaje y la corriente que circula por la misma resistencia cuando es excitada por una fuente alterna de tipo senoidal. Aplicando la ley de Kirchhoff se encuentra que las señales de salida están en fase con la fuente. El cual permite establecer:
Circuito capacitivo.[pic 2]
La variación del voltaje y la corriente circula por una capacitancia cuando es excitada por una fuente alterna de tipo senoidal. Aplicando la ley de Kirchhoff se encuentra que las señales de salida no está en fase, debidos a que la corriente se adelanta al voltaje en /2.
Se encuentra que:
[pic 3]
Por lo tanto;
[pic 4]
Como:
[pic 5]
[pic 6]
Circuito inductivo.
La variación del voltaje y la corriente que circula por una inductancia cuan es excitada por una fuente alterna de tipo senoidal. Aplicando la ley de Kirchhoff se encuentra que las señales de salida no están en fase, debido a que la señal de la corriente se atrasa con respecto al voltaje en π/2.
[pic 7]
Integrando la ecuación anterior:
[pic 8]
Se obtiene:
[pic 9]
Circuito R-L-C en serie.
Cuando los tres elementos de circuito se disponen en una configuración en serie, también es posible hacer un análisis mediante diagramas de rotor aprovechando el hecho de que esta disposición representa un divisor de voltaje, el voltaje total se puede obtener mediante la suma vectorial de los voltajes para cada elemento Figura 1.
[pic 10]
Figura 1. Circuito R-L-C en serie y su diagrama de rotor.
El voltaje suministrado por la fuente es:
[pic 11]
Al realizar la suma vectorial de los voltajes y calcular su magnitud se llega a:
[pic 12]
Y por lo tanto la corriente puede ser obtenida como:[pic 13]
La corriente y el voltaje de este circuito se encuentran desfasados de manera que la corriente puede ser expresada como:
[pic 14]
Donde θ es el ángulo de fase y puede ser calculado mediante:
[pic 15]
Potencia en un circuito.
Y a que se calcula como el producto de la corriente y el voltaje; es posible calcular la potencia para cada elemento de circuito y para el circuito en serie R-L-C.
Para circuito resistivo:
[pic 16]
Potencia instantánea.
[pic 17]
Para circuito capacitivo:
[pic 18]
Potencia instantánea.
[pic 19]
Para circuito inductivo:
[pic 20]
Potencia instantánea
[pic 21]
Circuito R-L-C en serie:
[pic 22]
Potencia instantánea.
[pic 23]
El término Cos ϴ se conoce como el Factor de Potencia (Bustamante, Varela, Dueñas, & vinasco, 2016).
- Metodología
El dispositivo que se utilizó en esta práctica tiene un bombillo que hace las veces de resistencia, una inductancia con núcleo de hierro variable y un condensador (capacitor) fijo que posee un interruptor que permite colocarlo en corto para dejarlo fuera del circuito.
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