Circuitos AC

TEMA: Circuitos AC

1. Introducción:

Continuando con el estudio de los principios básicos que rigen el comportamiento de los circuitos eléctricos y electrónicos, el presente apunte centra la atención en los circuitos excitados por señales sinusoidales alternas de corriente o de voltaje. La teoría de circuitos de corriente alterna es fundamental para la comprensión de los fenómenos que se producen en cualquier equipo electrónico.

Se definirá inicialmente que es una señal de corriente alterna y se describirá brevemente los parámetros más importantes que se utilizan para caracterizar cuantitativamente una señal de este tipo, haciendo énfasis en la fase, a continuación, se analizarán las relaciones básicas de corriente, voltaje y fase en resistencias, condensadores y bobinas y circuitos RL, RC, RLC serie y paralelo.

A lo largo del estudio se introducirá una serie de conceptos, técnicas y convenciones que nos permitirán analizar los circuitos de corriente alterna por los mismos métodos generales utilizados para el análisis de circuitos de corriente continua.

2. Conceptos Básicos de Corriente Alterna

Una corriente alterna (AC) se caracteriza, fundamentalmente, porque su polaridad o sentido de circulación a través de un circuito no es único y porque no tiene un valor constante a través del tiempo sino que este varía cíclica o periódicamente. En la figura

a) Se ilustra gráficamente, desde este punto de vista, la diferencia entre una corriente continua y una corriente alterna

En ambos casos, el eje horizontal representa el tiempo y el eje vertical la amplitud o la intensidad de la corriente. El punto t1 marca el instante en el cual se cierra el circuito y comienza a circular la corriente. Las porciones positivas de cada gráfica indican los intervalos de tiempo durante los cuales la corriente circula en una dirección y las porciones negativas los intervalos durante los cuales lo hace en dirección opuesta.

En el caso CC o DC (figura 1-a), la corriente arranca de cero y crece instantáneamente hasta alcanzar un valor constante (A). En el caso AC (figura 1-b), la corriente comienza en cero, se incrementa progresivamente hasta alcanzar un valor máximo positivos (A1) y luego regresar gradualmente a cero. A partir de este instante, la dirección de circulación de la corriente se invierte y se repite el proceso.

Lo anterior implica que la corriente crece progresivamente desde cero hasta alcanzar un máximo valor negativo (A2) y luego disminuye gradualmente hasta retornar otra vez a cero, finalizando lo que se denomina un ciclo y dando origen al ciclo siguiente. El número de veces que se repite el ciclo en un segundo se denomina la frecuencia de la señal, se ampliara este y otros conceptos más adelante.

La forma de onda mostrada en la figura 1-b corresponde a una señal sinusoidal

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