PARAMETROS CARACTERÍSTICOS DE LA CORRIENTE ALTERNA

OBJETIVO.-
Al finalizar la presente práctica estaremos en condiciones óptimas de Identificar, Analizar, Evaluar y Concluir sobre los diferentes parámetros existentes en la operación de los sistemas eléctricos y electrónicos de corriente alterna.

cONCLUSIONES Del Condensador

 En Corriente Continua el condensador demanda una pequeña corriente eficiente para el cargado de unos cuantos μ Amperios.
 El cargado de un condensador se puede medir con un voltímetro con Corriente Continua y Corriente Alterna.
 En Corriente Alterna la Corriente demandada por el condensador aumenta en comparación a los μ Amperios en Corriente Continua.
 Este incremento se debe a la potencia del condensador que es inversamente proporcional a su capacitancia.
 La forma de onda del condensador es muy difícil de dibujar por el ondulado excesivo.
 Los componentes armónicos en esta carga son del orden 11 y 13 armónicos.
 En general las tres componentes tienen mucha aplicación en Corriente Alterna, la operación de los sistemas se puede llegar a comprender siempre y cuando se conocen básicamente a los tres receptores, es decir, desde Corriente Continua y luego en Corriente Alterna.
 La parte resistiva en una resistencia es sinónimo de deformación de la forma de onda cuando es no lineal y es sinónimo de bajo factor de potencia.
 La parte capacitiva en un sistema es sinónimo de corriente aletargada a la tensión y también de mucha ondulación en la forma de onda.

6.8.- Bibliografía.-
Electrotecnia Básica GTZ Alemana.
Electrotecnia Avanzada GTZ Alemana.
Circuitos Eléctricos Ing. Oscar Anave León.

Conclusiones De la bobina

 En Corriente Continua una bobina se comporta como cualquier conductor cuya resistencia esta en función de su resistencia, vale decir a mayor resistencia menor corriente y viceversa.
 En Corriente Continua se debe tener cuidado del nivel de tensión a aplicar a la bobina, por la excesiva corriente generalmente debe ser de unos cuantos voltios.
 En Corriente Alterna la bonina se comporta como su nombre lo indica, es decir, cuando circula corriente por ella crea un gran campo magnético que comparado con la parte resistiva del conductor es mucho mayor, vale decir, su resistencia a la Corriente Alterna se denomina impedancia.


por esta razón la corriente demandada por esta es pequeña
 El factor de potencia en una bobina es 0 idealmente y aproximadamente 90 en una bobina real.
 La forma de onda de la corriente demandada por una bobina es no senoidal por la dependencia del CM.
 Los componentes armónicos en la forma de onda son el del 3er armónico, 5to armónico y 7mo armónico.

Conclusiones De La Resistencia:

     Finalizada la práctica podemos llegar a las siguientes puntualizaciones más sobresalientes sobre la misma.

De La Resistencia:

Ø  Un elemento resistivo demanda la misma corriente en Corriente Continua y Corriente Alterna al la misma tensión, por que un amperio en Corriente Alterna calienta una resistencia a la misma temperatura que un amperio en Corriente Continua.

Ø  La potencia trasformada en una resistencia en Corriente Continua es la misma a la trasformada en Corriente Continua es la misma a la trasformada en Corriente Alterna, esta es la misma tensión de alimentación.

Ø  La corriente en Corriente Alterna se mide en valor eficaz u en Corriente Continua en valor medio.

Ø  En Corriente Alterna la potencia en una resistencia esta dada por: Vca, Ica y en Corriente Continua esta dada por: Vcc, Icc

Donde:                           ;           .

Ø  La forma de onda en ambas fuentes tiene la forma tradicional en Corriente Continua es unidimensional y en Corriente Alterna es tradicional.

Bobina

La forma de onda de la bobina no es senoidal debido al circuito magnético, (la relación entre inducción magnética y intensidad de campo son diferentes de la unidad),este no tiene características senoidales, esto depende principalmente del núcleo, de las características de magnetización del circuito y principalmente la corriente, la cual está relacionada fuertemente con la inducción del campo magnético razón por la cual la onda se distorsiona.Cuando la bobina no depende exclusivamente del circuito magnético (relación entre inducción magnética y intensidad de campo tienden a la unidad), entonces el comportamiento de la forma de onda se estabiliza, llegando a una forma lineal.

La bobina pasa por tres zonas de comportamiento:

zona de subsaturación del circuito magnético (forma de onda no senoidal)
zona de saturación del circuito magnético (forma de onda mejorada)
zona de sobresaturación del circuito ( forma de onda no senoidal).

Explique la razón por la cual, la forma de onda real de la bobina y el condensador no tienen lugar geométrico de una función seno coseno.

Condensador

Debido a la tensión alterna, el condensador resulta cargado, descargado, vuelto a cargar con polaridad opuesta; una vez más descargado, y así sucesivamente. Con ello circula una corriente cuya variación mas o menos senoidal que tiene una serie de deformaciones a su alrededor.

La intensidad de la corriente o, mejor dicho, el valor eficaz de la corriente alterna depende, aparte de la tensión del generador, de la capacidad del condensador y de la frecuencia de la propia corriente alterna, entonces si la frecuencia disminuye o la forma de onda mejorará relativamente.

La forma de onda también presentaría un apreciable mejora se presentara un aumente de la corriente de fuga.

Explique como opera el siguiente circuito.

En primer lugar analizando el circuito es notable que la Bombilla se encenderá con retraso, existirá una conmutación es decir un flujo luminoso elevado y grande, Cuando exista variación de la corriente en la bobina aparecerá al mismo tiempo un campo magnético que en su defecto será variable provocando así un fenómeno de inducción por la Ley de Faraday, ésta nueva tensión inducida se opone a la tensión exterior, la conectada al circuito, esto por la ley de Lenz, con lo que la tensión exterior aumentara paulatinamente, la tensión inducida desaparecerá cuando la corriente no varíe.

Inductancia

- La intensidad iL de la en la bobina está retrasada 90º respecto de la diferencia de potencial entre sus extremos vL.
La bobina como la resistencia se opone al flujo de a corriente, pero a diferencia de esta, el valor de esta oposición se llama reactancia inductiva (XL)

La bobina se puede utilizar en las fuentes de alimentación también se usan bobinas para filtrar componentes de corriente alterna y solo obtener corriente continua en la salida.

La bobina al momento de usar corriente continúa, esta es limitada por la resistencia de la bobina, ya que en la vida real no se puede crear una bobina pura. Generalmente la resistencia del cable es muy pequeña por lo tanto la corriente es grande. En corriente alterna depende no solo del material del cable sino del número de espiras que tiene la bobina.

Capacitancia

- Para un condensador, la intensidad iC está adelantada 90º respecto a la diferencia de potencial vC. la capacitancia la origina el campo electrostático y se opone a cualquier cambio en el voltaje.

- Si se hace circular corriente continua (con una fuente de voltaje directa) a un condensador, circula una corriente de los terminales de la fuente hacia las placas del capacitor. Esta situación se mantiene hasta que el flujo de electrones se detiene (la corriente deja de circular) comportándose el capacitor como un circuito abierto para la corriente continua.

Explique las diferencias que existe en la operación de los parámetros RLC en corriente continua y en corriente alterna.

Resistencia
- Solo en corriente continua la distribución de corriente en la sección del conductor es uniforme.

- En corriente alterna y a medida que aumenta la frecuencia, las diferencias entre la densidad de corriente en las distintas zonas de una sección transversal se hace más notoria. Este fenómeno se conoce como efecto pelicular o efecto Kelvin.
Al cabo de un cierto tiempo t, los vectores rotatorios que representan a la intensidad en la resistencia y a la diferencia de potencial entre sus extremos, ha girado un ángulo  t (0°).

- La medida de la resistencia se hace a través de un puente de medida en el que se compara la resistencia a medir con una cuyo valor se conoce casi exactamente y es muy constante frente a variaciones de la temperatura. Dicho puente puede ser excitado usando corriente alterna (CA) (excitación senoidal), o corriente continua (CC) y ambas tienen sus ventajas y sus inconvenientes.
La ventaja fundamental de la tecnología de CC es simplicidad y con lo cual un coste más económico. En términos de prestaciones, la tecnología de CA siempre es mejor, y es la que se elige siempre que se requieran medidas más precisas y exactas. Las razones por las cuales los puentes de CA ofrecen mejores resultados vienen de principios físicos fundamentales asociados con la medida y la implementación de los dispositivos que conforman el puente de medida.

Capacitor real

El modelo equivalente serie de un capacitor real es

Realice un diagrama fasorial ideal y real de los parámetros involucrados en ambas fuentes. (IV)

El modelo equivalente serie de un inductor real es:

Elementos reales

En la realidad los componentes R, L y C se acercan mas o menos al modelo ideal pero nunca lo son .Así tenemos que un resistor presenta inductancia y capacidad asociada. Lo mismo sucede para capacitores e inductores que presentan principalmente una resistencia de pérdidas asociada

Realice un diagrama fasorial ideal y real de los parámetros involucrados en ambas fuentes. (III)

Capacitor ideal:

La diferencia de potencial entre los extremos del capacitor, está atrasada en π/2 ó 90° con respecto de la corriente i que la produce. Luego la representación fasorial de tensión y corriente en un capacitor será:

Realice un diagrama fasorial ideal y real de los parámetros involucrados en ambas fuentes. (II)

Inductor ideal:

La diferencia de potencial entre los extremos del inductor L, está adelantada en π/2 = 90˚ con respecto de la corriente i que la produce. Es lo mismo decir, que en un inductor L, la corriente i que circula, está atrasada en 90con respecto de la diferencia de potencial v aplicada al mismo.

Realice un diagrama fasorial ideal y real de los parámetros involucrados en ambas fuentes. (I)

Resistor ideal:

Tensión y corriente están en fase, su diagrama fasorial es:

Realice un diagrama senoidal ideal y real de cada uno de los parámetros realizados. (III)

Parámetro C:
Diagrama Ideal:

Realice un diagrama senoidal ideal y real de cada uno de los parámetros realizados. (II)

Parámetro L

Diagrama ideal:

Realice un diagrama senoidal ideal y real de cada uno de los parámetros realizados. (I)

Parámetro R

Diagrama ideal:

¿Cómo se define la Capacitancia de un Condensaodor?

Un condensador se compone de dos conductores cargados igual y opuestamente y separados por una distancia que es muy pequeña comparada con las dimensiones de las placas. La capacitancia C de cualquier se define como la razón entre la carga Q en cualquiera de los conductores y la diferencia de potencial V entre ellos:

La unidad de capacitancia del SI es el Coulomb por voltio, o faradio (F), 1 F = 1 C/V

Explique porque la corriente es pequeña, cuando un condensador es sometido a CORRIENTE CONTÍNUA.

Cuando un condensador esta sometido a una corriente alterna el condensador resulta cargado, descargado, vuelto a cargar con polaridad opuesta y así sucesivamente. Con ello circula una corriente cuya variación es senoidal.

Cuanto mayor es la capacidad y más elevada la frecuencia, con tanta más violencia se desarrolla el proceso continuo de carga y descarga y, en consecuencia, tanto más intensa será la corriente.

En cambio cuando es sometido a corriente continua el condensador se comporta como un depósito que solamente se abre cuando la presión de alimentación (tensión) varía. Cuando la tensión continua aumenta, la corriente pasa de + hacia el polo – este proceso es de corta duración y solo se registra circulación de corriente por un corto tiempo, las corrientes a las que esta sometido el condensador: corriente capacitiva, de absorción, y de conducción, al final llegan a un valor casi constante llegando a ser insignificante; cuando se estabiliza no hay paso de corriente, y cuando disminuye la tensión, la corriente circula en sentido inverso.

Explique como se forma el coeficiente de autoinducción en una bobina.

Autoinducción, corriente inducida que se produce en una bobina conductora debido a sus propias variaciones de flujo de campo magnético.

Si en un circuito la corriente eléctrica varía con el tiempo, también variará el flujo del campo magnético por ella generado. Esta variación del flujo se traduce en la aparición de una fuerza electromotriz de autoinducción, que tiende a oponerse a la causa que la produce, es decir, a la variación del flujo a través del propio circuito.

La fuerza electromotriz autoinducida es proporcional al coeficiente de autoinducción, L, y a la velocidad de variación de la corriente en un instante dado, y su sentido será el mismo que el de la corriente variable en el circuito si la intensidad disminuye (apertura del circuito), o contrario al de aquella si la intensidad aumenta (cierre del circuito):

El coeficiente de autoinducción representa la fuerza electromotriz autoinducida en un circuito cuando la corriente varía un amperio en un segundo, y su valor depende de las características geométricas de la bobina. Su unidad es el henrio (H).

Explique la reducción de Corriente en el parámetro Inductivo cuando se ensaya en corriente alterna.

El estudio de la inductancia muestra que un cambio en el campo magnético induce un voltaje en tal sentido que se opone a cualquier cambio en la intensidad de la corriente. Esto da lugar a que la intensidad de la corriente sea más baja debido a la inductancia, por tanto, introducir una oposición al flujo de la corriente. La oposición se llama reactancia inductiva y se expresa en ohmios; su símbolo es XL. Sobre el valore de la reactancia inductiva influyen dos valores:

a) La inductancia del circuito.
b) La velocidad a que cambia la corriente.
c) Que hay un desfase en retraso de 90º (p/2) de la intensidad respecto a la tensión

Donde:
XL = Reactancia inductiva. ( )
f = Frecuencia. (Hz)
L = Inductancia. (H)

Como quiera que XL es solo proporcional a la velocidad angular,( o sea también a la frecuencia), la reactancia inductiva aumenta proporcionalmente a la frecuencia, lo que significa que las inductancias presentan cada vez mas oposición al paso de corriente según aumenta la frecuencia de la fuente, y de ahí su empleo para filtros en los que se pretenda eliminar las frecuencias altas en un circuito.

En la práctica es imposible tener un circuito (bobina) que solo tenga inductancia porque el alambre con que se fabrica la bobina tiene alguna resistencia normalmente esta resistencia es tan pequeña en comparación con la reactancia inductiva que se desprecia, pero puede ser significativa en algunas aplicaciones. Si se toma en cuenta la resistencia inherente al conductor en que esta fabricado la bobina su efecto ohmico combinado con el de la reactancia inductiva se llama impedancia (Z) y se expresa también en ohmios ( ).

Entre mas vueltas tiene la bobina se tarda más en establecer corriente.

Entre menos vueltas tiene una bobina más rápido establece corriente.