UNIDAD I CORRIENTE ALTERNA SENOIDAL

UNIDAD I  CORRIENTE ALTERNA SENOIDAL

Introducción.

La mayor parte de la industria eléctrica se basa en la utilización de la corriente alterna. Casi toda la energía se genera como corriente alterna (CORRIENTE ALTERNA (C.A.)), se transmite como CORRIENTE ALTERNA (C.A.) y también se utiliza en la misma forma, a excepción de ciertos sistemas de tracción, de ciertos sectores en ciudades que utilizan distribución por corriente directa. Además, se basan en la utilización de la CORRIENTE ALTERNA (C.A.): la radio, la telefonía a larga distancia y la televisión. Por lo tanto, si bien el estudio de la corriente continua es importante para entender los fundamentos de la electricidad, el estudio de la CORRIENTE ALTERNA (C.A.) es necesario para la comprensión de la práctica eléctrica.

Algunas de las funciones periódicas más comunes son las siguientes:

Figura 1.1. Funciones periódicas.

El término alterno solo indica que la forma de onda se alterna entre dos niveles prescritos en una secuencia de tiempo establecida.

Generación De Corriente Alterna (CORRIENTE ALTERNA (C.A.))

Los voltajes senoidales provienen de diversas fuentes. La más común es la toma de corriente domestica ordinaria, la cual proporciona un voltaje de CORRIENTE ALTERNA (C.A.) que se origina en una planta de generación de energía eléctrica, tal planta por lo general funciona mediante energía hidráulica, con petróleo, gasolina o fusión nuclear. En cada caso, en el proceso de conversión de energía lo principal es un generador de CORRIENTE ALTERNA (C.A.) (también llamado alternador).

Generador de corriente alterna. (Espira única)

La figura (a) siguiente es un esquema simple de un inducido de una sola espira.

[pic 7][pic 8]                                                                         a) Espira                                                         b) Alternador[pic 9]

N

S

B

A

        Figura 1.2. Inducido de una sola espira.        

Cuando la bobina está en la posición indicada en la figura (b) no corta líneas de fuerza, por lo tanto, no se induce tensión en ella. A esta posición se le denomina posición neutra o cero.

Cuando la bobina gira 30° con respecto a la posición cero, como se indica en la Figura 1.3.(a), corta líneas de fuerza y por lo tanto se induce una Fuerza Electro Motriz (F.E.M.)

Figura 1.3.

Figura 1.3.(b), la espira pasa por la posición de 90° y corta el flujo magnético en la mayor proporción.

Figura 1.3.(c), la espira pasa por la posición de 210° y corta el flujo en el sentido opuesto.

[pic 13] 

Figura 1.4. Valores instantáneos de la Fuerza Electro Motriz (F.E.M.)

En la Figura 1.4. se observa la curva sinusoidal representativa de los valores instantáneos de la Fuerza Electro Motriz (F.E.M.) en la espira de la Figura 1.2.  durante un ciclo completo.

El Figura 1.3.(a)  representa el valor instantáneo de la tensión en el punto de 30°, o sea cuando la bobina está en posición de 30°, como se indica en la figura (c).

Al estar la espira desplazada 90° Figura 1.3.(b), adquiere una situación tal que, un desplazamiento a partir de esta posición hará que la espira corte líneas de flujo en la mayor proporción posible. A medida que la espira se aleje de esta posición, la tensión inducida en la misma comenzara a disminuir, hasta alcanzar nuevamente el valor cero, que será cuando la espira se haya desplazado un ángulo de 180° con respecto a la posición cero. En 180°, el valor instantáneo de la Fuerza Electro Motriz (F.E.M.) es cero, pero tan pronto la espira paso este punto comienza a cortar líneas de flujo en el sentido opuesto, y por lo tanto se inducirá ahora una Fuerza Electro Motriz (F.E.M.) en el lado negativo.

Los generadores eléctricos no suministran exactamente una onda sinusoidal de tensión, pero se proyectan de tal forma que proporcionan lo más aproximadamente posible una onda de este tipo.

Características de las senoides.

Entre las funciones del tiempo, la función senoidal es de gran importancia porque:

1. Es una función periódica.
2. Es fácil de generar.
3. Es la única función que se puede integrar, derivar y seguir siendo una función senoidal de la misma frecuencia.

Definiciones.[pic 14]

Figura 1.5. Parámetros importantes para un voltaje senoidal.

Esimportante recordar, conforme avance por las definiciones, que la escala vertical esta en volts o amperes y la escala horizontal esta en unidades del tiempo.

La forma de onda: es la trayectoria que taza una cantidad en una gráfica, p.e. el voltaje de la Figura 1.5., como alguna función de alguna variable del tiempo.

El valor instantáneo: es la magnitud de una forma de onda en cualquier instante del tiempo; se representa mediante letras minúsculas (e1, e2).

La amplitud máxima: es el valor pico de una forma de onda medida a partir de su valor promedio, se representa mediante letras mayúsculas. Para la forma de onda de la figura, el valor promedio es de cero volts y Em es como se define en la Figura 1.5.

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