Corriente alterna
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Corriente alterna Corriente alterna Presentation Transcript

  • CFGM Instalaciones eléctricas y automáticas Electrotecnia Corriente alterna
  • Corriente continua y alterna● Continua ● Los electrones circulan siempre en el mismo sentido ● El valor es constante ● Se produce con dinamos, baterías y pilas● Alterna ● Los electrones cambian de sentido ● El valor NO es constante ● Se produce en alternadores
  • ¿Continua o alterna?
  • ¿Continua o alterna?
  • ¿Continua o alterna?
  • ¿Continua o alterna?
  • ¿Continua o alterna?
  • ¿Continua o alterna?
  • ¿Continua o alterna?
  • ¿Continua o alterna?
  • ¿Continua o alterna?
  • ¿Continua o alterna?
  • ¿Continua o alterna?
  • ¿Continua o alterna?
  • Ventajas de la CA● El mantenimiento de los alternadores es menor que el de dinamos● CA permite transportar a largas distancias● Motores de CA son más sencillos● Cuando es necesaria CC, convertir de CA a CC es sencillo y barato
  • Producción de una CA
  • Valorescaracterísticos de la corriente alterna
  • Tensión instantánea● La tensión va cambiando a medida que va girando el rotor● La tensión instantánea es la que hay en un momento dado● En un momento concreto, ¿qué tensión hay?
  • Problema 1Imagina que estamos en una instalación como la que semuestra en la figura¿Cuál sería la tensión instantánea de nuestro ejemplo paraun ángulo de giro de 30º del alternador elemental?
  • Tensión eficaz● La tensión está continuamente cambiando● Necesitamos un valor intermedio para hacer cálculos● Es lo que llamamos tensión eficaz● Es el valor que mide un voltímetro● ¿Cuánto vale la tensión eficaz en España? ● 230V
  • Problema 2¿Cuál es la tensión eficaz en la figura?
  • Problema 3¿Cuál es la tensión máxima en una instalación de tensiónalterna de 125V?
  • Intensidad eficaz● Igual que la tensión, la intensidad está siempre cambiando● Necesitamos valor intermedio● Es lo que llamamos intensidad eficaz
  • Problema 4Conetamos una resistencia de 100Ω a una red de CA de230V. Calcular:a) intensidad eficazb) intensidad máxima
  • Valor medio de un ciclo completo● Sumamos todos los positivos y restamos todos los negativos● Eso, en un ciclo completo, nos da cero● Por eso, si medimos con téster en CC una CA obtenemos 0V
  • Ciclo o periodo● En nuestro alternador simple, un ciclo es una vuelta a la manilla● Es el tiempo que se tarda en dar una vuelta a la manilla● En una señal senoidal, es el tiempo que tarda en repetirse● Se mide en segundos (s)● Se representa con una T
  • pregunta● Supón que somos capaces de dar una vuelta completa a la manilla en 0,02 segundos ● ¿Cuántas vueltas daremos en 1 segundo?● Imagina que en un minuto y medio hemos dado 253 vueltas ● ¿Cuánto tiempo hemos tardado por cada vuelta?
  • Frecuencia● Número de ciclos por segundo● Es la inversa del periodo● Se mide en herzios (Hz) (ciclos por segundo)
  • Problema 5¿Cuál es la frecuencia de la señal de la figura?
  • Problema 6Calcular el periodo que le corresponde a...a) ...la red eléctrica americana (f = 60Hz)b) ...la red eléctrica europea (f = 50Hz)?
  • Problema 7Hemos conectado un frecuencímetro y un voltímetro a uncuadro obteniendo 500V y 40Hz:Calcular:a) periodob) tensión máxima
  • Velocidad angular● Es la inversa del periodo● Se mide en herzios (Hz) (ciclos por segundo)
  • Problema 8¿Qué valor instantáneo alcanzará una tensión de 50Hz si elvalor máximo es de 311V y el tiempo es de 3ms?
  • Receptores elementales en corriente alterna● Estudiaremos resistencias, bobinas y condensadores● Se comportan diferente según se aplique CC ó CA
  • Resistencia en CA● En una resistencia sometida a una CA se cumple ley Ohm● IMPORTANTE: Usar tensión efectiva e intensidad efectiva● La potencia que aparece en la resistencia:
  • Resistencia en CA● La corriente y la tensión están en fase
  • Problema 9Hemos sometido a una resistencia de 50Ω a una tensiónalterna de 220V. Calcular:a) Corrienteb) Potencia
  • Bobina en CA Recordemos bobina en CC● Si conectamos una bobina en CC, aparece una corriente● Esa corriente está limita por la resistencia de la bobina● La R de la bobina es casi cero● Será justo la R de los conductores que está hecha● Como I = V/R, habrá una I muy muy grande● Esta gran intensidad puede quemar la propia bobina
  • Bobina en CA● Esa misma bobina la conectamos en CA● Experimentalmente se ve que circula I moderada● ¿Cómo es posible, si R es 0?● Si conectamos vatímetro, potencia es casi cero● ¿Cómo puede ser potencia 0 si circula corriente?● La bobina genera oposición a la corriente● Esta oposición es diferente a la resistencia óhmica● Estos fenómenos se deben a autoinducción de la bobina
  • Bobina en CA (II)● Una bobina retrasa un ángulo de 90º la corriente respecto de la tensión● Reactancia inductiva: ● resistencia de la bobina a la corriente● De modo que la corriente que circula se calcula según reactancia
  • Bobina en CA (III)● Si medimos con un vatímetro la potencia en una bobina dará cero● En una bobina NO se consume energía calorífica● La corriente que circula sólo sirve para generar campo magnético● En la bobina sí que tenemos una potencia reactiva (QL)
  • Problema 10Conectamos una bobina con un coeficiente de autoinducciónde 0,2 henrios a una red de CA de 50Hz. Si el voltímetroindica 125V, calcular:a) lectura del amperímetrob) lectura del vatímetroc) potencia reactiva de la bobina
  • Condensador en CARecordemos condensador en CC● Si conectamos un condensador a CC... ● ...se carga de energía eléctrica ● ...la corriente circula SOLO durante su carga ● ...condensador NO permite paso de CC
  • Condensador en CA● Si conectamos condensador a CA ahora sí fluye corriente● Si le conectamos un vatímetro, la potencia es 0● Un condensador, igual que bobina, NO consume potencia● Condensador estará permanentemente cargándose/descargándose● Veamos cómo sucenden las cosas ● condensador descargado ● aparece una fuerte corriente ● tensión en condensador va aumentando ● va disminuyendo la corriente ● se carga completo (tensión máxima) ● luego corriente es cero ● comienza descarga ● empieza a disminuir tensión ● empieza a aumentar corriente ● ...
  • Condensador en CA (II)● Condensador adelanta corriente 90º respecto tensión● <vacío>● <vacío>● <vacío>● <vacío>● <vacío>● <vacío>● <vacío>● <vacío>● <vacío>● <vacío>
  • Reactancia capacitiva de un condensador● La corriente será mayor... ● ...cuanto mayor sea su capacidad ● ...más rápida sea la carga/descarga ● …es decir, cuanto mayor sea la frecuencia● Reactancia capacitiva es... ● oposición del condensador al paso de corriente
  • Potencia en un condensador● Si medimos con un vatímetro, potencia = 0● Condensador no consume energía calorífica● La corriente solo produce cargas/descargas del condensador
  • Potencia reactiva en un● condensador con la de la bobina La potencia reactiva del condensador se compensa● Si una es positiva la otra es negativa
  • Problema 11En el siguiente esquema calcular:a) Lectura del vatímetrob) Lectura del amperímetroc) Potencia reactiva del condensador
  • <vacío>● <vacío>● <vacío>● <vacío>● <vacío>● <vacío>● <vacío>● <vacío>● <vacío>● <vacío>● <vacío>● <vacío>
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