El generador de corriente alterna (C.A)

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La variacion del flujo que atraviesa el área no es uniforme a traves del tiempo, es decir, que a tiempos iguale no corresponden variaciones de iguales. Por esta razon los valores de la fuerza electromotriz ( ε ) son diferentes de un instante a otro, llamandosele fuerza electromotriz instantanea.

Se muestra que ( ε ) viene dada por la expresión:

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En donde εmax es la fuerza electromotriz maxima producida, ω es la velocidad angular de giro de la espira y t el tiempo que transcurre.

Cuando en el circuito exterior que transporta la corriente alterna existe unicamente resistencias óhmicas, toda la energía se invierte en producir caor por el efecto joule y por consiguiente es aplicable en el circuito la ley de Ohm. Esto nos permite obtener a cada instante la intensidad a traves de la relacion:

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el cociente ε máx./R=Imáx; representa el valor máximo de I quedandoos que la intensidad instantanea es:

I=Imáx.Sen( ω t)

Si el generador de corriente alterna esta funcionando en circuito abierto, la energia para hacer girar el cuadro de espiras es practimacmente despreciable y la diferencia de potecial entre sus bornes sera igual a la f.e.m, pudiendose escribir que: (ver fig 11-5)

Vab= ε = máxsen(εt)

V= Vmáx. Sen( ω .t)

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Fig 11-5

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Fig 11-6

cuando el generador funciona como fuente de potencia figura 11-6 alimentando un circuito exterior, entonces Vab no coincide exactamente con, pero siempre entre los bornes del mismo la d.d.p. Es sinusoidal y viene dada por la expresión:

V=Vmáx.Sen(ωt)

Esta es la llamada diferencia de potencial instantánea.

Valores eficaces de la corriente diferencia de potencial y fuerza electromotriz.

cuando se establece una corriente alterna entre los extremos de una resistencia, los electrodos libres de dicha resistencia se dezplazan en un sentido durante un intervalo de tiempo y en sentido opuesto duran el siguiente intervalo de tiempo.

Esto trae como consecuencia que los electrodos vibren alrededor de una posicion dada, cediendo su energia pata que el conductor se caliente por efecto de joule.

Este conductor no se calienta con el mismo grado de calor cuando por el circula una corriente continua. Estas intensidades de corriente iguales son capaces producir efectos termicos diferentes.

De esta forma se introduce el concepto de valor eficaz de la intensidad de la corriente alterna, diciendo:

“la intensidad eficaz de una corriente alterna, es la intensidad de una corriente continua que es capaz de producir el mismo efecto termico que la corriente alterna en el mismo tiemo al pasar a traves de la misma resistencia.”

La intensidad eficaz viene dada por la la expresión.

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= =0,70 Imáx[pic 13][pic 14][pic 15]

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la diferencia de potencial eficaz viene dada por la expresión.

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= =0,70 Imáx [pic 18][pic 19][pic 20]

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la fuerza electromotriz eficaz viene dada por la expresion.

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εe = =0,70 Imáx [pic 23][pic 24][pic 25]

los voltimetros y amperimetros de corriente alterna miden miden voltajes y intensidades eficaces pues en ellos existe un sistema de rectificacion para transformar la C.A en C.C, o su construccion esta basada en el efecto termico ( dilatacion de un conductor que desplaza indice).

Valores medios de I,E y V.

Los valores medios de cada una de las magnitudes mencionadas, no son más que el promedio de los valores instantaneos que toman dichas magnitudes durante el semiperiodo.

Las ecuaciones vienen dadas por las relaciones siguientes.

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Fase y diferencia de fase.

aun cuando en todo circuito de corriente alterna el voltaje aplicado y la corriente varían de loa misma manera, es decir con la misma frecuencia, es posible que no esten exactamente en fase.

Es posible que el voltaje alcance su maximo valor antes que la corriente (caso de la bobina de induccion) o por el contrario, la corriente puede alcanzar su valor maximo antes que el voltaje (caso de los condensadores). En estos casos se dice que la corriente y el voltaje estan fuera de fase (desfasados), como lo indica la figura 11-7.

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Fig 11-7

Cuando solo se trata de resistencias, el voltaje es proporcional a la corriente, alcanzado ambos simultaneamente los valores maximos, nulos y minimos, tal como lo indica la figura 11-8

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Fig 11-8

Circuitos de corriente alterna.

Se hara un estudio de un generador sencillo de corriente alterna que sea capaz de producir una f.e.m. Sinusoidal y se analizaran luego los resultados obtenidos al colocar entre sus bornes, primero una resistencia, la cual es sustituida despues por un condensador y por ultimo una bobina.

Posteriormente se analizara el comportamiento de diversas combinaciones de los elementos mencionados anteriormente.

- Circuito con resistencia óhmica.

En la figura 11-9 se muestra un generador de corriente alterna con una resistencia. La energia que el generador suministra al circuito es transmitida al exterior en forma de calor por efecto joule.

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