CORRIENTE ALTERNA
Producción y circuitos elementales
GENERACION
RR.R.Tinivella - Corriente alterna
2
RECTIFICACION
RR.R.Tinivella - Corriente alterna
3
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
R i R  V 0 sen ( t )
iR 
V0
sen ( t )
R
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Potencia disipada - valores eficaces
Cuando circula corriente por una resistencia se disipa en ella una potencia (debido al efecto
Joule) dada por
2
P (t )  v (t )i (t ) 
v (t )
2
 i (t ) R 
2
R
V0
sen ( t )
2
R
El promedio de la potencia disipada en un período es
2
P 
V0 1
R
T
2
sen

T
2
( t ) dt 
V0 1
R
0
T
sen

T
2
0
(
2 t
T
2
) dt 
V0
2R
lo que sería igual a
P 
V0
2
V0
2R

V0 I R 0
2
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2
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Tensión e intensidad de corriente eficaces
(forma de onda senoidal)
V eficaz 
V0
I eficaz 
I0
2
2
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Malla capacitiva
q ( t )  C V C  C V 0 sen ( t )
i (t ) 
dq ( t )
dt
 C V 0 cos( t )  C V 0 sen ( t 
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
)
2
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Malla inductiva
L
di ( t )
dt
di ( t )

dt
i (t )  
 V 0 sen ( t )  0
V0
sen ( t )
L
V0
L
cos( t ) 
V0
L
sen ( t 

)
2
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Resistencia y reactancias
En una resistencia tenemos
vR (t )  V0 sen( t )
iR (t ) 
V0
sen( t )
R
en una capacidad tenemos
vC (t )  V0 sen( t )
iC (t )  CV0 sen( t 

)
2
V0

sen( t  )
1
2
C
y en una inductancia,
vL (t )  V0 sen( t )
iL (t ) 
V0
L
sen( t 

)
2
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REACTANCIAS
• REACTANCIA CAPACITIVA
XC 
1
j C
• REACTANCIA INDUCTIVA
X L  j L
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Impedancia compleja
1 

Z  R  j  L 

C 

Z 
R  XL  XC  
2
2
  arctg
X
 arctg
1 

R   L 

C 

2
XL  XC
R
cos  
2
R
R
Z
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Diagrama de impedancia
XL
R

X=Xl-XC
Z
XC
  arctg
X
 arctg
XL  XC
R
cos  
R
R
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)
Si la tensión máxima es
V0
, la corriente máxima sobre la
resistencia es
I R0 
V0
R
, sobre la capacidad
IC 0 
V0
XC
 j CV0
y sobre la inductancia
I L0 
V0
j L
j
V0
L
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Preste atención a las escalas
Téngase en cuenta que la magnitud relativa de los vectores tensión y corriente graficados
depende de las escalas tomadas para cada magnitud.
IC0
VR0
IR0
IL0
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Resonancia LC serie
L 
I 
1
C
 
2
1
LC
V
R
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Resonancia LC paralela
• La tensión sobre los componentes es la misma
IC
VR
IR
IL
L 
1
C
 
2
1
LC
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;I 
V
R
22
Im pedancias
0
20
40
60
80
100
20000
20000
15000
15000
10000
10000
5000
5000
0
0
-5000
XC, C=5  F
XL, L=60 H
Z
R= 10 k
-10000
-15000
-20000
-5000
-10000
-15000
-20000
0
20
40
60
80
100

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23
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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27
Las 3 potencias en CA
I
IX
φ
IR
• Potencia aparente
V
P V I
[en V.A]
• Potencia activa
P  V I cos( )
[en W ]
• Potencia reactiva
P  V I sen ( )
[en W ]
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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
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