Corriente Alterna

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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN U.E.P CECILIO ACOSTA EL TIGRE –EDO. ANZOÁTEGUI

CORRIENTE ELÉCTRICA PROFESORA: MARIA RONDÓN

INTEGRANTES GALEA MAIKELI # 34 BRICEÑO LEIDYS # 32 RUIZ KAREN # 23 5 to B

EL TIGRE, MAYO DE 2015 INTRODUCCIÓN

Los primeros ensayos que dieron paso a la corriente alterna se remontan a finales del siglo XIX, cuando el ingeniero Nikola Tesla ideó y logró concretar el proyecto del primer motor de corriente alterna. Tras él, otros investigadores e inventores alcanzarían más novedades en el tópico, por ejemplo William Stanley logró transferir este tipo de corriente a dos circuitos aislados, siendo el primer y más directo antecedente del transformador. En tanto, el inventor estadounidense George Westinghouse sería el primero en comercializar esta corriente. Otra cuestión insoslayable es la “guerra” que se entabló entre la corriente alterna versus la corriente continua, férreamente defendida esta última por Thomas Edison. Finalmente la posibilidad concreta de distribuir energía a gran escala hizo que la Corriente alterna se impusiese. Actualmente, de toda la energía que se consume en el mundo, cerca del 90% es de corriente alterna.

En este sentido su alto consumo se debe a dos razones para esto. Una de ellas es que, por lo general, la c-a sirve para las mismas aplicaciones que c-c y, además es más fácil y barato transmitir c-a desde el punto donde se transforma hasta el punto en que se consumirá. La segunda razón para el amplio uso de la c-a es que con ellas se pueden hacer ciertas cosas y sirve para ciertas aplicaciones en las cuales la c-c no es adecuada.

¿QUÉ SE ENTIENDE POR CORRIENTE ALTERNA? La corriente alterna es aquel tipo de corriente eléctrica que se caracteriza porque la magnitud y la dirección presentan una variación de tipo cíclico. En tanto, la manera en la cual este tipo de corriente oscilará es en forma senoidal, es decir, una curva que va subiendo y bajando continuamente. Gracias a esta forma de oscilación la corriente alterna logra transmitir la energía de manera más eficiente. La corriente alterna, simbolizada a partir de las letras CA en el idioma español, se destaca además por ser la manera en la cual la electricidad ingresa a nuestros hogares, trabajos y por transmitir la señales de audio y de video a partir de los cables eléctricos correspondientes que la contienen. La variación de la tensión con el tiempo puede tener diferentes formas: senoidal (la forma fundamental y más frecuente en casi todas las aplicaciones de electrotecnia); triangular; cuadrada; trapezoidal; entre otras. Si bien estas otras formas de onda no senoidales son más frecuentes en aplicaciones electrónicas. Las formas de onda no senoidales pueden descomponerse por desarrollo en serie de Fourier en suma de ondas senoidales (onda fundamental y armónicos), permitiendo así el estudio matemático y la de sus circuitos asociados. VENTAJAS DE LA CORRIENTE ALTERNA La corriente alterna presenta ventajas decisivas de cara a la producción y transporte de la energía eléctrica, respecto a la corriente continua: 1. Generadores y motores más baratos y eficientes, y menos complejos 2.

Posibilidad de transformar su tensión de manera simple y barata (transformadores).

3. Posibilidad de transporte de grandes cantidades de energía a largas distancias con un mínimo de sección de conductores ( a alta tensión) 4. Posibilidad de motores muy simples, (como el motor de inducción asíncrono de rotor en cortocircuito) 5. Desaparición o minimización de algunos fenómenos eléctricos indeseables (magnetización en las maquinas, y polarizaciones y corrosiones electrolíticas en pares metálicos) La corriente continua, presenta la ventaja de poderse acumular directamente, y para pequeños sistemas eléctricos aislados de baja tensión, (automóviles) aun se usa (Aunque incluso estos acumuladores se cargan por alternadores) Actualmente es barato convertir la corriente alterna en continua (rectificación) para los receptores que usen esta última (todos los circuitos electrónicos). EXPLICAR LAS CARACTERÍSTICAS DE LA CORRIENTE ALTERNA La corriente alterna posee una serie de características particulares que las hace distinguir unas de otras. Las principales son: a) La forma de onda: Representa el valor de la tensión de la Corriente alterna a través de un tiempo continuamente variable, en un par de ejes cartesianos marcados en amplitud y tiempo. Responde a la corriente de canalización generada en las grandes plantas eléctricas del mundo. También responden a la misma forma, todas las corrientes destinadas a generar los campos electromagnéticos de las ondas de radio. Las formas de ondas más comunes son: 

la senoidal,



la cuadrada,



la triangular,



la diente de sierra

b) La amplitud: En la Corriente alterna la magnitud y dirección varían cíclicamente. La Onda senoidal representa el valor de la tensión a través del tiempo y no se puede establecer el valor de la misma sin definir qué momento es válido, ya que a través del tiempo es continuamente variable. Por ello se toma el valor pico, el valor eficaz y el valor medio. c) La frecuencia: Cantidad de ciclos que se producen en una unidad de tiempo. Lacurva senoidal representa la variación de la tensión en una corriente alterna con la utilización del círculo trigonométrico. La frecuencia de la misma corriente alterna, es la cantidad de vueltas o ciclos que da el radio del círculo trigonométrico en una unidad de tiempo. d) La fase : Cantidad de ciclos que se producen en una unidad de tiempo. La curva senoidal representa la variación de la tensión en una corriente alterna con la utilización del círculo trigonométrico. La frecuencia de la misma corriente alterna, es la cantidad de vueltas o ciclos que da el radio del círculo trigonométrico en una unidad de tiempo. ¿CUÁLES SON LOS VALORES MAXIMOS Y EFICACES DE LA CORRIENTE ALTERNA? 

Valor medio (Amed): Valor del área que forma con el eje de abscisas partido por su período. El valor medio se puede interpretar como el componente de continua de la oscilación sinusoidal. El área se considera positiva si está por encima del eje de abscisas y negativa si está por debajo. Como en una señal sinusoidal el semiciclo positivo es idéntico al negativo, su valor medio es nulo. Por eso el valor medio de una Oscilación sinusoidal se refiere a un semiciclo. Mediante el cálculo integral se puede demostrar que su expresión es la siguiente;



Valor eficaz (A): El valor eficaz se define como el valor de una corriente (o tensión) continua que produce los mismos efectos calóricos que su equivalente de alterna. Es decir que para determinada corriente alterna, su valor eficaz (Ief) será la corriente continua que produzca la misma disipación de potencia (P) en una resistencia(R). Matemáticamente, el valor eficaz de una magnitud variable con el tiempo, se define como la raíz cuadrada de la media de los cuadrados de los valores instantáneos alcanzados durante un período:

En la literatura inglesa este valor se conoce como R.M.S. (root mean square, valor cuadrático medio), y de hecho en matemáticas a veces es llamado valor cuadrático medio de una función. En el campo industrial, el valor eficaz es de gran importancia, ya que casi todas las operaciones con magnitudes energéticas se hacen con dicho valor. De ahí que por rapidez y claridad se represente con la letra mayúscula de la magnitud que se trate (I, V, P, etc.). Matemáticamente se demuestra que para una corriente alterna sinusoidal el valor eficaz viene dado por la expresión:

El valor A, tensión o intensidad, es útil para calcular la potencia consumida por una carga. Así, si una tensión de alterna, desarrolla una cierta potencia P en una carga resistiva dada, una tensión de continua de Vrms desarrollará la misma potencia P en la misma carga, por lo tanto Vrms x I = VCA x I ESXPLICAR CUANDO LAS CORRIENTES ESTAN DEFASADAS Primeramente hay que explicar el concepto de Fase vectorial (C) en el siguiente ejemplo se muestran los vectores que asociamos a una tensión dada (V) y a una intensidad existente en el circuito (I). El hecho de que ambos vectores se dibujen uno sobre otro sirve para

indicarnos que en un circuito resistivo puro alimentado por una corriente alterna la tensión y la corriente están en fase.

El esquema de señales (B) nos puede dar una idea más clara del concepto. Como vemos, ambas señales, tensión e intensidad, son de magnitud diferente e igual frecuencia y, además, evolucionan en el sentido del tiempo de forma sincronizada, esto es, en fase. Todo ello se puede entender mejor con solo observar que parten de cero y pasan por cero (se entiende valor cero) en el mismo instante y, además, alcanzan sus respectivos máximos y mínimos también en idéntico momento. En la figura podemos ver el ejemplo de dos señales -S1 y S2- que también pasan por cero de forma simultánea y son de idéntica frecuencia pero, a diferencia de lo que ocurría con las anteriores, cuando una alcanza su valor máximo la otra llega a su respectivo mínimo, y viceversa. De este tipo de señales se puede decir que son de diferente magnitud (sus respectivos máximos difieren), idéntica frecuencia y no están en fase, es decir, las dos señales están desfasadas entre sí.

El desfase entre dos señales se puede medir. La unidad que se utiliza para ello suele ser el grado. En la figura podemos ver tres señales cuya fase es diferente. En (A) las dos señales están desfasadas 90 grados: la posición relativa de una de ellas con respecto a la misma posición en la otra se da transcurridos 90 grados. En (B) las dos señales están desfasadas 180 grados, una es máxima cuando la otra alcanza su valor mínimo. Por último, en la figura

(C) vemos dos señales en fase donde tanto sus máximos y mínimos como el paso por el valor cero suceden en el mismo instante.

EXPLICAR EN QUE CONSISTE LA REACTANCIA Y LA CAPACITANCIA Reactancia: En electrónica se denomina reactancia a la oposición ofrecida al paso de la corriente alterna por inductores (bobinas) o condensadores y se mide en Ohmios. Los otros dos tipos básicos de componentes de los circuitos, transistores y resistores, no presentan reactancia. Cuando circula corriente alterna por alguno de estos dos elementos que contienen reactancia la energía es alternativamente almacenada y liberada en forma de campo magnético, en el caso de las bobinas, o de campo eléctrico, en el caso de los condensadores. Esto produce un adelanto o atraso entre la onda de corriente y la onda de tensión. Este desfasaje hace disminuir la potencia entregada a una carga resistiva conectada luego de la reactancia sin consumir energía. Capacitancia Se define como la razón entre la magnitud de la carga de cualquiera de los conductores y la magnitud de la diferencia de potencial entre ellos. La capacitancia siempre es una cantidad positiva y puesto que la diferencia de potencial aumenta a medida que la carga almacenada se incrementa, la proporción Q / V es constante para un capacitor dado. En consecuencia la capacitancia de un dispositivo es una medida de su capacidad para almacenar carga y energía potencial eléctrica. La capacitancia tiene la unidad del SI coulomb por volt. La unidad de capacitancia del SI es el farad (F), en honor a Michael Faraday. CAPACITANCIA = 1F = 1 C

El farad es una unidad de capacitancia muy grande. En la práctica los dispositivos comunes tienen capacitancia que varían de microfarads a picofarads. La capacitancia de un dispositivo depende entre otras cosas del arreglo geométrico de los conductores.

¿CÓMO SE GENERA LA CORRIENTE ALTERNA? Industrialmente se produce en su casi totalidad por generadores rotativos electromecánicos movidos por motores térmicos, hidráulicos, eólicos etc.. Para pequeñas potencias se usan también convertidores electrónicos cc/ca (onduladores) que entregan formas de onda más o menos senoidales (desde trapeciales a casi senoidal pura) partiendo de corriente continua (acumuladores). Los generadores electromecánicos se basan en la producción de tensión por inducción, cuando un conductor se mueve en un campo magnético. Además de ser generada por generadores, puede ser provista por conversores electrónicos conectados a baterías. Muy útiles para aquellas situaciones en donde los servicios eléctricos no llegan y se necesita este tipo de energía. La generación de energía para consumo humano se puede hacer por fuerza hidroeléctrica, mareomotríz, eólica, etc. y el transporte es a través de transformadores de alta, media y baja tensión. La baja tensión es cuadrifilar con fases R, S, T y el neutro O. Entre las fases R,S,T obtenemos 380 voltios de energía trifásica y entre cualquiera de estas fases y el neutro obtenemos energía monofásica de 220 voltios y 50 Hz(en Argentina) en otros países puede ser 110 voltios y 60 Hz. En el diseño de la transmisión de alta tensión interviene la especialidad de la ingeniería eléctrica, debiéndose calcular parámetros mecánicos como la catenaria por dilatación, resistencia de materiales, cable de guarda por descargas atmosféricas, efecto cortical que

puede producir luminiscencia por ionización, pérdidas varias en cobre y por histéresis en transformadores, otras debidas a la resistividad por la longitud del tendido, etc.

CONCLUSION La corriente alterna es un tipo de corriente eléctrica que no siempre fluye en la misma dirección, sino que alterna y fluye primero hacia una dirección y luego se invierte y fluye hacia la otra. Entre las principales bondades que presenta la corriente alterna frente a la continua es la sencilla transformación que propone, algo que no es factible en la corriente continua, ya que esta última requiere la conexión de dinamos en serie para aumentar la tensión, mientras que la corriente alterna nada más tiene que echar mano del transformador para elevar la tensión de modo satisfactorio. En corriente alterna existen parámetros característicos que se deben en todo momento identificar con criterio técnico como lo son la forma de onda, la amplitud, la frecuencia y la fase. La corriente alternada puede ser generada por generadores de corriente alternada que consisten en el principio de un campo magnético fijo y bobinas que concatenadas convenientemente cortan líneas de fuerzas de ese campo magnético, como el movimiento es circular, el corte de esas líneas varía en forma senoidal, teniendo por expresión la generación de corriente alternada

BIBLIOGRAFIA    

http://ddtorres.webs.ull.es/Docencia/Intalaciones/Electrifica/Tema%202.htm http://www.geocities.ws/pnavar2/alterna/fase.html http://unicrom.com/Tut_valor_capacitivo.asp http://www.monografias.com/trabajos82/funcionamiento-corriente-continua-y-

alterna/funcionamiento-corriente-continua-y-alterna2.shtml#ixzz3as7JGW5n  http://www.ehowenespanol.com/ventajas-desventajas-dc-lista_93912/

ANEXOS Corriente alterna

Frecuencia

Valor eficaz de una magnitud senoidal

El ciclo

Periodo

Generador de corriente alterna