Electromagnetismo |
Autoinducción e Inducción mutua Autoinducción. Circuito R-L Circuitos acoplados (I) Circuitos acoplados (II) Oscilaciones eléctricas El problema de los dos condensadores
Sistema electro- mecánico oscilante Medida de la auto- inducción de un anillo Circuito LCR en serie Resonancia Medida de la velocidad de la luz en el vacío Efectos mecánicos de la ley de Faraday El anillo de Thomson (I) El anillo de Thomson (II) |
Una resistencia
conectada a un generador de corriente alterna Un condensador conectado a un generador de corriente alterna |
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| Un circuito de corriente alterna consta de una combinación de elementos (resistencias, capacidades y autoinducciones) y un generador que suministra la corriente alterna. Una fem alterna se produce mediante la rotación de una bobina con velocidad angular constante dentro de un campo magnético uniforme producido entre los polos de un imán. v=V0 sen(w t) Para analizar los circuitos de corriente alterna, se emplean dos procedimientos, uno geométrico denominado de vectores rotatorios y otro, que emplea los números complejos. Un ejemplo del primer procedimiento, es la interpretación geométrica del Movimiento Armónico Simple como proyección sobre el eje X de un vector rotatorio de longitud igual a la amplitud y que gira con una velocidad angular igual a la frecuencia angular. Mediante las representaciones vectoriales, la longitud del vector representa la amplitud y su proyección sobre el eje vertical representa el valor instantáneo de dicha cantidad. Los vectores se hacen girar en sentido contrario al las agujas del reloj. Con letras mayúsculas representaremos los valores de la amplitud y con letras minúsculas los valores instantáneos.
Una resistencia conectada a un generador de corriente alterna
La ecuación de este circuito simple es (intensidad por resistencia igual a la fem) iR=V0sen(w t)
La diferencia de potencial en la resistencia es vR= V0sen(w t) En una resistencia, la intensidad iR y la diferencia de potencial vR están en fase. La relación entre sus amplitudes es
con VR=V0, la amplitud de la fem alterna Como vemos en la representación vectorial de la figura, al cabo de un cierto tiempo t, los vectores rotatorios que representan a la intensidad en la resistencia y a la diferencia de potencial entre sus extremos, ha girado un ángulo w t. Sus proyecciones sobre el eje vertical marcados por los segmentos de color azul y rojo son respectivamente, los valores en el instante t de la intensidad que circula por la resistencia y de la diferencia de potencial entre sus extremos.
Un condensador conectado a un generador de corriente alterna
En un condensador la carga q, la capacidad C y diferencia de potencial v entre sus placas están relacionadas entre sí q=C·v Si se conecta las placas del condensador a un generador de corriente alterna q=C· V0·sen(w t) La intensidad se obtiene derivando la carga respecto del tiempo, i=dq/dt
Para un condensador, la intensidad iC está adelantada 90º respecto a la diferencia de potencial vC. La relación ente sus amplitudes es
con VC=V0, la amplitud de la fem alterna
Una bobina conectada a un generador de corriente alterna
Ya hemos estudiado la autoinducción y las corrientes autoinducidas que se producen en una bobina cuando circula por ella una corriente i variable con el tiempo.. La ecuación del circuito es (suma de fem igual a intensidad por resistencia), como que la resistencia es nula
Integrando esta ecuación obtenemos i en función del tiempo
La intensidad iL de la en la bobina está retrasada 90º respecto de la diferencia de potencial entre sus extremos vL. La relación entre sus amplitudes es
con VL=V0, la amplitud de la fem alterna
ActividadesEn el applet se escoge un elemento:
Se pulsa el botón titulado Empieza. Se observa los valores instantáneos de la corriente i y de la diferencia de potencial (ddp) V entre los extremos del elemento a medida que transcurre el tiempo.
Comparar las relaciones de fase entre la intensidad y la ddp para cada uno de los elementos: condensador, resistencia, bobina.
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Elementos de un
circuito de C.A.
