Corriente alterna

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Corriente alterna

  1. 1. CFGM Instalaciones eléctricas y automáticas Electrotecnia Corriente alterna
  2. 2. 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
  3. 3. ¿Continua o alterna?
  4. 4. ¿Continua o alterna?
  5. 5. ¿Continua o alterna?
  6. 6. ¿Continua o alterna?
  7. 7. ¿Continua o alterna?
  8. 8. ¿Continua o alterna?
  9. 9. ¿Continua o alterna?
  10. 10. ¿Continua o alterna?
  11. 11. ¿Continua o alterna?
  12. 12. ¿Continua o alterna?
  13. 13. ¿Continua o alterna?
  14. 14. ¿Continua o alterna?
  15. 15. 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
  16. 16. Producción de una CA
  17. 17. Valorescaracterísticos de la corriente alterna
  18. 18. 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?
  19. 19. 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?
  20. 20. 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
  21. 21. Problema 2¿Cuál es la tensión eficaz en la figura?
  22. 22. Problema 3¿Cuál es la tensión máxima en una instalación de tensiónalterna de 125V?
  23. 23. Intensidad eficaz● Igual que la tensión, la intensidad está siempre cambiando● Necesitamos valor intermedio● Es lo que llamamos intensidad eficaz
  24. 24. Problema 4Conetamos una resistencia de 100Ω a una red de CA de230V. Calcular:a) intensidad eficazb) intensidad máxima
  25. 25. 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
  26. 26. 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
  27. 27. 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?
  28. 28. Frecuencia● Número de ciclos por segundo● Es la inversa del periodo● Se mide en herzios (Hz) (ciclos por segundo)
  29. 29. Problema 5¿Cuál es la frecuencia de la señal de la figura?
  30. 30. Problema 6Calcular el periodo que le corresponde a...a) ...la red eléctrica americana (f = 60Hz)b) ...la red eléctrica europea (f = 50Hz)?
  31. 31. Problema 7Hemos conectado un frecuencímetro y un voltímetro a uncuadro obteniendo 500V y 40Hz:Calcular:a) periodob) tensión máxima
  32. 32. Velocidad angular● Es la inversa del periodo● Se mide en herzios (Hz) (ciclos por segundo)
  33. 33. Problema 8¿Qué valor instantáneo alcanzará una tensión de 50Hz si elvalor máximo es de 311V y el tiempo es de 3ms?
  34. 34. Receptores elementales en corriente alterna● Estudiaremos resistencias, bobinas y condensadores● Se comportan diferente según se aplique CC ó CA
  35. 35. 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:
  36. 36. Resistencia en CA● La corriente y la tensión están en fase
  37. 37. Problema 9Hemos sometido a una resistencia de 50Ω a una tensiónalterna de 220V. Calcular:a) Corrienteb) Potencia
  38. 38. 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
  39. 39. 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
  40. 40. 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
  41. 41. 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)
  42. 42. 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
  43. 43. 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
  44. 44. 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 ● ...
  45. 45. Condensador en CA (II)● Condensador adelanta corriente 90º respecto tensión● <vacío>● <vacío>● <vacío>● <vacío>● <vacío>● <vacío>● <vacío>● <vacío>● <vacío>● <vacío>
  46. 46. 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
  47. 47. Potencia en un condensador● Si medimos con un vatímetro, potencia = 0● Condensador no consume energía calorífica● La corriente solo produce cargas/descargas del condensador
  48. 48. 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
  49. 49. Problema 11En el siguiente esquema calcular:a) Lectura del vatímetrob) Lectura del amperímetroc) Potencia reactiva del condensador
  50. 50. <vacío>● <vacío>● <vacío>● <vacío>● <vacío>● <vacío>● <vacío>● <vacío>● <vacío>● <vacío>● <vacío>● <vacío>
  51. 51. <vacío>● <vacío>● <vacío>● <vacío>● <vacío>● <vacío>● <vacío>● <vacío>● <vacío>● <vacío>● <vacío>● <vacío>
  52. 52. <vacío>● <vacío>● <vacío>● <vacío>● <vacío>● <vacío>● <vacío>● <vacío>● <vacío>● <vacío>● <vacío>● <vacío>
  53. 53. <vacío>● <vacío>● <vacío>● <vacío>● <vacío>● <vacío>● <vacío>● <vacío>● <vacío>● <vacío>● <vacío>● <vacío>

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