INTRODUCCION A LA CORRIENTE Y VOLTAJE ALTERNOS

La corriente alterna es aquella en que la que la intensidad cambia de dirección periódicamente en un conductor. Como consecuencia del cambio periódico de polaridad de la tensión aplicada en los extremos de dicho conductor.

La variación de la tensión con el tiempo puede tener diferentes formas: senoidal (la forma fundamental y más frecuente en casi todas las aplicaciones de electrotecnia); triangular; cuadrada; trapezoidal; etc. si bien estas otras formas de onda no senoidales son más frecuentes en aplicaciones electrónicas.

La forma de onda sinusoidal u onda seno es el tipo fundamental de corriente alterna (ca) y voltaje alterno. También se conoce como onda sinusoidal o, simplemente, sinusoide. El servicio eléctrico provisto por la compañía de electricidad es en la forma de voltaje y corriente sinusoidales. Además, otros tipos de formas de onda repetitivas se componen de muchas ondas seno individuales llamadas armónicas.

Dos tipos de fuentes producen voltajes sinusoidales: las máquinas eléctricas rotatorias (generadores de ca) y los circuitos osciladores electrónicos, los cuales se utilizan en instrumentos comúnmente conocidos como generadores de señales electrónicas.

La imagen de arriba muestra la forma general de una onda seno, la cual puede ser o una corriente alterna o un voltaje alterno. El voltaje (o la corriente) se muestra en el eje vertical y el tiempo (t) en el eje horizontal. Advierta cómo varía el voltaje (o la corriente) con el tiempo. Comenzando en cero, el voltaje (o la corriente) se incrementa hasta un máximo positivo (pico), regresa a cero, y luego se incrementa hasta un máximo negativo (pico) antes de regresar otra vez a cero, y así completa un ciclo.

POLARIDAD DE UNA ONDA SENO

Como ya se mencionó, una onda seno cambia de polaridad en su valor cero; esto es, alterna entre valores positivos y negativos. Cuando se aplica una fuente de voltaje sinusoidal (VS) a un circuito resistivo, como en la figura 11-3, se produce una corriente sinusoidal. Cuando el voltaje cambia de polaridad la corriente, en correspondencia, cambia de dirección como se indica.

Durante la alternación positiva del voltaje aplicado, Vs, la corriente fluye en la dirección mostrada en la figura (a). Durante una alternación negativa del voltaje aplicado, la corriente fluye en la dirección opuesta, según muestra la figura (b). Las alternaciones positivas y negativas combinadas forman un ciclo de una onda seno.

PERIODO DE UNA ONDA SENO

Una onda seno varía con el tiempo (t) de una manera que es definible.

El tiempo requerido para que una onda seno complete todo un ciclo se llama periodo (T). La figura (a) ilustra el periodo de una onda seno. De modo característico, una onda seno continúa repitiéndose a sí misma en ciclos idénticos, según muestra la figura (b). Como todos los ciclos de una onda seno repetitiva son iguales, el periodo siempre es un valor fijo para una onda seno dada. El periodo de una onda seno se puede medir desde su cruce por cero hasta el siguiente cruce por cero correspondiente, como indica la figura (a). En un ciclo dado, el periodo también puede medirse desde cualquier pico hasta el correspondiente pico alcanzado en el siguiente ciclo.

FRECUENCIA DE UNA ONDA SENO

La frecuencia (f) es el número de ciclos que una onda seno completa en un segundo. Mientras más ciclos se completan en un segundo, más alta es la frecuencia. La frecuencia (f) se mide en unidades de hertz. Un hertz (Hz) equivale a un ciclo por segundo; 60 Hz son 60 ciclos por segundo, por ejemplo. La siguiente figura muestra dos ondas seno. En la parte (a), la onda seno completa dos ciclos en un segundo. En la parte (b), completa cuatro ciclos en un segundo. Por consiguiente, la onda seno de la parte (b) tiene dos veces la frecuencia de la onda mostrada en la parte (a).

RELACIÓN DE FRECUENCIA Y PERIODO

Las fórmulas para calcular la relación entre frecuencia (f) y periodo (T) son las siguientes:    f = 1/T    y   T= 1/ f

Existe una relación recíproca entre f y T. Conociendo una, se puede calcular la otra mediante la tecla x_1 o 1/x de una calculadora. Esta relación inversa tiene sentido porque una onda seno con un periodo más largo realiza menos ciclos en un segundo que una con un periodo más corto.

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