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CORRIENTE ALTERNA
Producción y circuitos elementales
RR.R.Tinivella - Corriente alterna 2
GENERACION
RR.R.Tinivella - Corriente alterna 3
RECTIFICACION
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CONVERSIÓN
• Es la transformación de corriente continua en alterna
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Ventaja de la corriente alterna
• La ventaja fundamental desde e punto de vista económico es que se puede transformar,
pasando de alta tensión y bajas corrientes a baja tensión y alta corriente apara la misma potencia.
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Desventajas de la corriente alterna
• Los conductores tienden a conducir más superficialmente a medida que la frecuencia de la
corriente aumenta (efecto skin o pelicular).
• Se elige CC para el transporte de energía a distancias muy grandes con temperaturas muy
bajas
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Desventajas de la corriente alterna
• La administración de cargas (generación y consumo) es más complicada pues las conexiones
entre líneas deben coincidir en:
tensión
frecuencia
fase
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Vector rotatorio o fasor
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Malla resistiva
0
0
( )
( )
R
R
Ri V sen t
Vi sen t
R
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Potencia disipada - valores eficaces
C u a n d o c i r c u l a c o r r i e n te p o r u n a r e s i s te n c i a s e d i s i p a e n e l l a u n a p o te n c i a ( d e b i d o a l e f e c toJ o u l e ) d a d a p o r
2 22 20( )
( ) ( ) ( ) ( ) ( )v t V
P t v t i t i t R s e n tR R
E l p r o m e d i o d e l a p o te n c i a d i s i p a d a e n u n p e r í o d o e s2 2 2
2 20 0 0
0 0
1 1 2( ) ( )
2
T TV V t VP s e n t d t s e n d t
R T R T T R
l o q u e s e r í a i g u a l a
0 0 0 0
2 2 2 2RV V V I
PR
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Tensión e intensidad de corriente eficaces(forma de onda senoidal)
0
0
2
2
eficaz
eficaz
VV
II
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Malla capacitiva
0
0 0
( ) ( )
( )( ) cos( ) ( )
2
Cq t CV CV sen t
dq ti t CV t CV sen t
dt
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Malla inductiva
0
0
0 0
( )( ) 0
( )( )
( ) cos( ) ( )2
di tL V sen tdt
di t Vsen t
dt LV V
i t t sen tL L
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Resistencia y reactancias
E n u na r e s i s te nc i a te ne m o s
0
0
( ) ( )
( ) ( )
R
R
v t V s e n t
Vi t s e n t
R
e n u na c a p a c i d a d te ne m o s
0
00
( ) ( )
( ) ( ) ( )12 2
C
C
v t V s e n t
Vi t C V s e n t s e n t
C
y e n u na i nd uc ta nc i a ,
0
0
( ) ( )
( ) ( )2
L
L
v t V s e n t
Vi t s e n t
L
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REACTANCIAS
• REACTANCIA CAPACITIVA
• REACTANCIA INDUCTIVA
1CX j C
LX j L
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Impedancia compleja
1Z R j L
C
2
22 2 1L CZ R X X R L
C
cos
L CX X Xarctg arctg
R RR
Z
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Diagrama de impedancia
XL
R X=Xl-XC Z
XC
cos
L CX X Xarctg arctg
R RR
Z
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SUSCEPTACIA Y REACTANCIA
• SE LLAMA SUSCEPTANCIA A LA INVERSA DE LA REACTANCIA.
• SE LLAMA ADMITANCIA A LA INVERSA DE LA IMPEDANCIA.
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Corrientes máximas (o de pico)
S i l a t e n s i ó n m á x i m a e s 0V , l a c o r r i e n t e m á x i m a s o b r e l ar e s i s t e n c i a e s
00R
VI
R
, s o b r e l a c a p a c i d a d
00 0C
C
VI j C V
X
y s o b r e l a i n d u c t a n c i a
0 00L
V VI j
j L L
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Preste atención a las escalas
Téngase en cuenta que la magnitud relativa de los vectores tensión y corriente graficadosdepende de las escalas tomadas para cada magnitud.
IC0
VR0 IR0
IL0
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Resonancia LC serie
21 1L
C LCV
IR
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Resonancia LC paralela
• La tensión sobre los componentes es la misma
IC
VR IR
IL
21 1;
VL I
C LC R
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0 20 40 60 80 100
-20000
-15000
-10000
-5000
0
5000
10000
15000
20000
0 20 40 60 80 100
-20000
-15000
-10000
-5000
0
5000
10000
15000
20000
XC, C=5 F XL, L=60 H Z R= 10 k
Impe
danc
ias
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RLC EN SERIE
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CIRCUITOS EN SERIE
• Si se conectan impedancias en serie, serán recorridas por la misma corriente instantánea, y la tensión total sobre la serie será la suma fasorial
de las tensiones (voltajes) sobre cada una de ellas.
• O sea, tendremos un único fasor intensidad de corriente, y un fasor tensión por cada
impedancia componente.
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CIRCUITOS EN PARALELO
• Si se conectan impedancias en paralelo estarán sometidas a la misma tensión y los fasores
intensidad de corriente, sumados fasorialmente darán el fasor intensidad de corriente total.
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CIRCUITOS EN SERIE Y EN PARALELO
• EN UNA CONEXIÓN EN SERIE LA IMPEDANCIA TOTAL ES LA SUMA DE LAS IMPEDANCIAS
INDIVIDUALES (SUMA FASORIAL).
• EN UNA CONEXIÓN EN PARALELO LA ADMITANCIA TOTAL ES LA SUMA DE LAS
ADMITANCIAS INDIVIDUALES (SUMA FASORIAL).
• Es decir, es lo mismo que sucede en corriente continua con las resistencias y conductancias.
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Las 3 potencias en CA
• Potencia aparente [en V.A]
• Potencia activa [en W ]
• Potencia reactiva [en W ]
P V I
cos( )P V I
( )P V I sen
I
IR
IXφ
V
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Factor de potencia en CA
• Un factor de potencia inductivo muy bajo hace que los proveedores de energía cobren una
MULTA.
• En caso de factor de potencia bajo capacitivo discuten la situación con el cliente.
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Valor eficaz ; valor eficaz verdadero
• Valor eficaz = RMS (root mean square): el valor informado es correcto sólo si la corriente es
senoidal. (por ej. Se rectifica en onda completa y se multiplica por 1.11).
• Valor eficaz verdadero = TRMS (true mean root square): se integra y el valor es correcto para
cualquier forma de onda.
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Instrumentos de hierro móvil
• Un elemento ferromagnético se mueve contra un resorte en el campo de bobinas alimentadas con
la corriente a medir.
• La escala (no lineal, se calibra en valor eficaz para corriente senoidal en un rango de frecuencia
específico).
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Instrumentos de bobina móvil (con rectificación)
• Rectifican y miden el valor medio, y se modifica la escala a valor eficaz, asumiendo corriente
senoidal
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osciloscopios
• permiten visualizar directamente la forma de onda. Instrumentos modernos (generalmente
digitales) cuentan con la posibilidad de procesar la información de diferentes maneras, analizando
valores de pico, fases y TRMS.
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rectificación y medición en corriente continua
• Los instrumentos de baja y media calidad rectifican la corriente y estiman el valor eficaz
suponiendo que es senoidal. Suelen medir hasta sólo 500 Hz.
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Integración y valor eficaz verdadero
• Instrumentos de buena calidad (por. ej. digitales de 4,5 dígitos o más) integran la corriente e
informan TRMS.
• Existen equipos para frecuencias altas.
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Medición en corriente alterna
• a) instrumentos de hierro móvil
• b) instrumentos de bobina móvil con rectificación.
• c) osciloscopios
• d) rectificación y medición en corriente continua
• e) integración
• f) electrodinámicos