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C

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by

Franz Gomez

on 8 September 2017

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CIRCUITOS EN CORRIENTE ALTERNA
CIRCUITO INDUCTIVO
Son los circuitos que solo tienen componente inductivo (bobinas puras). En este caso la V y la I están desfasadas 90º positivos. En estos circuitos en lugar de R tenemos XL, impedancia inductiva. La XL es algo así como la resistencia de la parte inductiva. Para calcularla es importante un valor llamado inductancia (L) que solo poseen las bobinas puras. L será la inductancia y se mide en henrios, al multiplicarla por w (frecuencia angular) nos dará la impedancia inductiva.
CIRCUITO CAPACITIVO
CIRCUITO RESISTIVO
Solo están compuesto con elementos resistivos puros. En este caso la V y la I (tensión e intensidad) están en fase, o lo que es lo mismo, las ondas empiezan y acaban a la vez en el tiempo. Por estar en fase se tratan igual que en corriente continua. Esto en c.a. solo pasa en circuitos puramente resistivos (solo resistencias puras)
En receptores resistivos puros la impedancia es R. Luego veremos mejor que es realmente la impedancia. Si te fijas lo único que hacemos es aplicar la Ley de Ohm. V = I x R.

La potencia será P = V x I. ( el cos 0º = 1), solo hay potencia activa y se llama igualmente P. Recuerda que en este caso el ángulo de desfase es 0 grados, ya que están en fase las dos ondas.

Las tensiones e intensidades instantáneas serán:

v = Vo x cose wt

i = Vo x sen wt
Z =R
Si consideramos la XL como la resistencia (resistencia inductiva), aplicando la Ley de Ohm generalizada, los valores eficaces son:

I = V/wL e I= V/XL siendo XL = w x L.

El valor de la tensión en cualquier momento (instantánea) sería:

v = Vo x sen wt ; donde Vo es el valor máximo de la tensión, w frecuencia angular y t el tiempo.

Para la intensidad instantánea recuerda que la I está retrasada 90º respecto a la tensión. Si wt es el ángulo para la tensión, como la intensidad está retrasada 90º respecto a la tensión, tenemos que la intensidad instantánea será:

i = Io x seno (wt - 90º)
Este tipo de circuitos son los que solo tienen componentes capacitivos (condensadores puros). En este caso la V y la I están desfasadas 90º negativos (la V está retrasada en lugar de adelantada con respecto a la I). La Xc será la impedancia capacitiva, algo parecido a la resistencia de la parte capacitiva.

Los valores eficaces, considerando la resistencia Xc (resistencia capacitiva) y aplicando la ley de ohm generalizada son:

I = V/Xc e I = V/Xc; siendo Xc = 1/wC.

El valor de la tensión en cualquier momento sería:

v = Vo x sen wt ; donde Vo es el valor inicial de la tensión, w frecuencia angular y t el tiempo.

Igualmente la intensidad:

i = Io x seno (wt + 90º), recuerda que la I está adelantada 90º.
RL
RC
VATIMETRO
CIRCUITO RL EN SERIE
El circuito RL tiene un componente resistivo y otro inductivo (R y L). Aquí partimos de la impedancia que será un número complejo. Como en el componente resistivo la i y la v están en fase, el ángulo de desfase depende de la cantidad de componente inductivo que tenga.
En los circuitos de corriente alterna el número complejo representa la impedancia del circuito (hipotenusa, Z), la resistencia de la parte resistiva pura (cateto R) y la diferencia (resta vectorial) entre la impedancia inductiva y la capacitiva (X = Xl - Xc), esta última con la letra j. A la X se le llama Reactancia.
CIRCUITO RC
Este es igual solo que ahora tenemos Xc en lugar de Xl. Además Xc = 1/(wCj) y por lo tanto Z = R + 1/(wCj) en numero complejo. Pero si hacemos el triangulo de impedancias en este caso la Z en número natural sería:

Z = R + (1/(wC))

Ves que es igual pero sustituyendo Xl por Xc que es 1/wC, en lugar de Xl que es wL.

EL VATIMETRO
Otra forma de obtener la potencia es por métodos de medición directa con un vatímetro. El vatímetro es un dispositivo de medida de tipo electrodinámico y su constitución y funcionamiento es similar al del amperímetro o voltímetro.

Internamente está formado por dos bobinas, una fija y otra móvil. La fija es de hilo grueso y la móvil de hilo fino. La bobina fija es recorrida por la corriente del circuito, por eso la llamamos amperimétrica y la móvil es de hilo fino y mide la tensión, por lo que la llamaremos voltimétrica. Para que esta bobina sea recorrida por una corriente muy pequeña, se puede conectar una resistencia en serie con ella.
En los circuitos RL no tenemos Xc, por lo que X sería igual a XL, si tuviéramos Xc (parte capacitiva), X sería (XL-Xc) una resta de los dos vectores, como en nuestro caso no tenemos Xc, entonces X = Xl.

Según este triángulo podemos convertir el número complejo en número natural con la siguiente fórmula (por Pitágoras):

Z = R + XL
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