14168296-corriente-alterna-y-continua.docx

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ADMINISTRACION DEL ENSAMBLE Y MANTENIMIENTO DE COMPUTADORES Y REDES

Centro Gestión de Mercados, Logística y Tecnologías de la Información Programa de Teleinformática Bogotá, Febrero de 2009

Control del Documento Nombre Cargo Dependencia Autore Camilo Aprendiz Centro Gestión s Andres de Mercados, Gonzale Logística y z Lara Tecnologías de la Información

Firma

Fecha Febrer o de 2009

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Revisi ón

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Jhon Pérez

Instructor Centro Gestión de Mercados, Logística y Tecnologías de la Información

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CORRIENTES ALTERNA y CONTINUA

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INTRODUCCIÓN

En el siguiente documento encontraremos todo acerca de la corriente alterna y la corriente continua. También podemos encontrar la definición, la historia y el modo en el que se han destacado la corriente alterna y la corriente continua.

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Contenido. 1. OBJETIVOS……………………………………………………….5 1.1 Objetivos generales………………………………………….....5 1.2 Objetivos específicos…………………………………….........5 2. CORRIENTE ALTERNA….....…………………………………….6 3. CORRIENTE CONTINUA..………………………………………12 4. OBSERVACIONES……………………………………………….15 5. CONCLUSIONES…………………………………………………16

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1. OBJETIVOS. 1.1. Objetivos generales  Comprender que es la corriente alterna y la corriente continua. 1.2. Objetivos específicos  Diferenciar la corriente alterna de la continua.  Conocer las características de la corriente alterna y de la corriente continua.

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CORRIENTE ALTERNA Historia. En 1882 el físico, matemático, inventor e ingeniero Nikola Tesla, diseñador e inventor del primer motor de inducción de CA, tiempo después para ser mas exactos en 1885 el físico William Stanley reutilizo el principio de inducción para transferir CA entre dos circuitos eléctricamente aislados. La distribución de la CA fue comercializada por George Westinghouse. Otros que contribuyeron en el desarrollo y mejora de este sistema fueron Lucien Gaulard, John Gibbs y Oliver Shallenger entre los años 1881 y 1889. La primera transmisión interurbana de la corriente alterna ocurrió en 1891, cerca de Telluride, Colorado, a la que siguió algunos meses más tarde otra en Alemania. A pesar de las notorias ventajas de la CA frente a la CC. ¿Que es la corriente alterna? Es la corriente eléctrica en que la magnitud y dirección varían cíclicamente. La forma de onda de la corriente alterna que mas se utiliza, es la de una onda senoidal. Se utiliza comúnmente la onda senoidal porque esta tiene una transmisión más eficiente de la energía, pero también se utilizan otras formas de ondas periódicas, tales como la triangular o la cuadrada. La CA (Corriente Alterna) se refiere genéricamente a la forma en la cual llega la electricidad a los hogares. También existen otras señales que son transmitidas por los cables eléctricos, como las señales de audio y de radio. 6

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En la siguiente figura podemos observar una onda senoidal.

Las matemáticas y la corriente senoidal. Algunas ondas no tienen definida su expresión matemática, por lo cual no se puede operar analíticamente con ellas, a diferencia de la onda senoidal que tiene determinación matemática y ofrece varias ventajas, tales como: 



La función seno está perfectamente definida mediante su expresión analítica y gráfica. Mediante la teoría de los números complejos se analizan con suma facilidad los circuitos de alterna. Las ondas periódicas no senoidales se pueden descomponer en suma de una serie de ondas senoidales de diferentes frecuencias que reciben el nombre de armónicos. Esto es una aplicación directa de las series de Fourier. 7

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



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Se pueden generar con facilidad y en magnitudes de valores elevados para facilitar el transporte de la energía eléctrica. Su transformación en otras ondas de distinta magnitud se consigue con facilidad mediante la utilización de transformadores.

Una señal sinusoidal, a(t), tensión, v(t), o corriente, i(t), se puede expresar matemáticamente según sus parámetros característicos, como una función del tiempo por medio de la siguiente ecuación: Donde A0 es la amplitud en voltios o amperios (también llamado valor máximo o de pico), ω la pulsación en radianes/segundo, t el tiempo en segundos, y β el ángulo de fase inicial en radianes. Dado que la velocidad angular es más interesante, la fórmula anterior se suele expresar como:

Donde f es la frecuencia en hercios (Hz) y equivale a la inversa del período . Los valores más empleados en la distribución son 50 Hz y 60 Hz. Valores significativos A continuación se indican otros valores significativos de una señal sinusoidal: 

Valor instantáneo (a(t)): Es el que toma la ordenada en un instante, t, determinado.



Valor pico a pico (App): Diferencia entre su pico o máximo positivo y su pico negativo. Dado que el valor máximo de 8

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sen(x) es +1 y el valor mínimo es -1, una señal sinusoidal que oscila entre +A0 y -A0. El valor de pico a pico, escrito como APP, es por lo tanto (+A0)-(-A0) = 2×A0. 

Valor medio (Amed): Valor del área que forma con el eje de abcisas partido por su período. El área se considera positiva si está por encima del eje de abcisas 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 onda sinusoidal se refiere a un semiciclo. Mediante el cálculo integral se puede demostrar que su expresión es la siguiente:



Valor eficaz (A): su importancia se debe a que este valor es el que produce el mismo efecto calorífico que su equivalente en corriente continúa. 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 senoidal 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 corriente continua (CC), VCC, desarrolla una cierta potencia P 9

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en una carga resistiva dada, una tensión de CA de Vrms desarrollará la misma potencia P en la misma carga si Vrms = VCC. Para ilustrar prácticamente los conceptos anteriores se considera, por ejemplo, la corriente alterna en la red eléctrica doméstica en Europa: cuando se dice que su valor es de 230 V CA, se está diciendo que su valor eficaz (al menos nominalmente) es de 230 V, lo que significa que tiene los mismos efectos caloríficos que una tensión de 230 V de CC. Su tensión de pico (amplitud), se obtiene despejando de la ecuación antes reseñada: Así, para la red de 230 V CA, la tensión de pico es de aproximadamente 325 V y de 650 V (el doble) la tensión de pico a pico. Su frecuencia es de 50 Hz, lo que equivale a decir que cada ciclo de la onda sinusoidal tarda 20 ms en repetirse. La tensión de pico positivo se alcanza a los 5 ms de pasar la onda por cero (0 V) en su incremento, y 10 ms después se alcanza la tensión de pico negativo. Si se desea conocer, por ejemplo, el valor a los 3 ms de pasar por cero en su incremento, se empleará la función sinsoidal: Representación fasorial Una función senoidal puede ser representada por un vector giratorio (figura 3), al que se denomina fasor o vector de Fresnel, que tendrá las siguientes características:  

Girará con una velocidad angular ω. Su módulo será el valor máximo o el eficaz, según convenga.

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La razón de utilizar la representación fasorial está en la simplificación que ello supone. Matemáticamente, un fasor puede ser definido fácilmente por un número complejo, por lo que puede emplearse la teoría de cálculo de estos números para el análisis de sistemas de corriente alterna. Consideremos, a modo de ejemplo, una tensión de CA cuyo valor instantáneo sea el siguiente:

Figura 4: Ejemplo de fasor tensión.

Tomando como módulo del fasor su valor eficaz, la representación gráfica de la anterior tensión será la que se puede observar en la figura 4, y se anotará:

Denominadas formas polares, o bien:

Denominada forma binómica. 11

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CORRIENTE DIRECTA O CONTINUA Historia Su descubrimiento se remonta a la invención de la primera pila por parte del científico italiano Conde Alessandro Volta. Pero fue Thomas Alva Edison quien comenzó a emplear la CC (Corriente Continua) para la transmisión de energía eléctrica.

¿Qué es la corriente directa o continua? es aquella cuyas cargas eléctricas o electrones fluyen siempre en el mismo sentido en un circuito eléctrico cerrado, moviéndose del polo negativo hacia el polo positivo de una fuente de fuerza electromotriz (FEM), tal como ocurre en las baterías, las dinamos o en cualquier otra fuente generadora de ese tipo de corriente eléctrica.

Estas son un ejemplo de las fuentes que suministran Corriente directa.

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El movimiento de las cargas eléctricas se asemeja al de las moléculas de un líquido, cuando al ser impulsadas por una bomba circulan a través de la tubería de un circuito hidráulico cerrado. Las cargas eléctricas se pueden comparar con el líquido contenido en la tubería de una instalación hidráulica. Si la función de una bomba hidráulica es poner en movimiento el líquido contenido en una tubería, la función de la tensión o voltaje que proporciona la fuente de fuerza electromotriz (FEM) es, precisamente, bombear o poner en movimiento las cargas contenidas en el cable conductor del circuito eléctrico. Los elementos o materiales que mejor permiten el flujo de cargas eléctricas son los metales y reciben el nombre de “conductores”. Como se habrá podido comprender, sin una tensión o voltaje ejerciendo presión sobre las cargas eléctricas no puede haber flujo de corriente eléctrica. Por esa íntima relación que existe entre el voltaje y la corriente generalmente en los gráficos de corriente directa, lo que se representa por medio de los ejes de coordenadas es el valor de la tensión o voltaje que suministra la fuente de FEM.

Circuito eléctrico compuesto por una pila o fuente de suministro de FEM; una bombilla, carga o<. consumidor conectada al circuito y los correspondientes conductores o cables por donde fluye la.< corriente eléctrica. A la derecha aparece la representación gráfica del suministro de 1,5 volt de la pila< (eje. de coordenadas "y") y el tiempo que permanece la pila suministrando corriente a la bombilla.< (representado por el eje de coordenadas "x"). La coordenada horizontal “x” representa el tiempo que la corriente se mantiene fluyendo por circuito eléctrico y la coordenada vertical 13

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“y” corresponde al valor de la tensión o voltaje que suministra la fuente de fem (en este caso una pila) y se aplica circuito. La representación gráfica del voltaje estará dada entonces por una línea recta horizontal continua, siempre que el valor de la tensión o voltaje se mantenga constante durante todo el tiempo.

Normalmente cuando una pila se encuentra completamente cargada suministra una FEM, tensión o voltaje de 1,5 voltios. Si esta se representa gráficamente el valor de esa tensión o voltaje durante el tiempo que la corriente se mantiene fluyendo por el circuito cerrado, obtenemos una línea recta. Si después hacemos girar la pila invirtiendo su posición y representamos de nuevo el valor de la tensión o voltaje, el resultado sería el mismo, porque en ambos casos la corriente que suministra la fuente de FEM sigue siendo directa o continua. Lo único que ha cambiado es el sentido del flujo de corriente en el circuito, provocado por el cambio de posición de la pila, aunque en ambos casos el sentido de circulación de la corriente seguirá siendo siempre del polo negativo al positivo.

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OBSERVACIONES:  Aprender la historia, y todo lo correspondiente a la corriente alterna y la continua.

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CONCLUSIONES:  En la elaboración de este trabajo pude observar los 2 tipos de corriente. Corriente alterna y corriente continúa.

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