TEMA 06.- CORRIENTE ALTERNA alumnos

C.F.: GRADO MEDIO:“INSTALACIONES DE TELECOMUNICACIONES”. I.E.S. “JAVIER GARCIA TELLEZ”. Cáceres. TEMA 06: “CORRIENTE ALTERNA” Electrónica Aplicada Prof.: J. ROBERTO LAJAS VEGA.

TEMA 06.- CORRIENTE ALTERNA. Electrónica Aplicada | Roberto Lajas 1.- La Corriente Alterna.La corriente alterna se caracteriza por:1.- Los electrones libres se mueven por el conductor en un sentido y en otro.2.- Su valor varía constantemente en el tiempo, tomando diferentes valores.Su símbolo de representación es .Las formas de onda más usadas en electrónica son:PROF: ROBERTO LAJAS 2 ELECTRÓNICA APLICADA

2.- Parámetros fundamentales. Electrónica Aplicada | Roberto LajasLos parámetros fundamentales de una corriente alternan son:2.1.- Amplitud, Valor de pico (VP) o Valor Máximo (Vmáx)2.2.- Valor Eficaz (Vef)2.3.- Valor de Pico a Pico (VPP)2.4.- Periodo (T).2.5.- Frecuencia(f)2.6.- Velocidad angular o pulsación (ω)2.1.- AMPLITUD, VALOR DE PICO (VP) o VALOR MÁXIMO (Vmáx)La amplitud es el valor máximo o más alto (positivo o negativo) que puede alcanzar la onda.2.2.- VALOR EFICAZ (Vef)Es el valor que, al pasar por una resistencia, produce los mismos efectos que una corrientecontinua del mismo valor. (V, Vef, Vrms, I, Ief, Irms…) ������������������������������������ = ������������������������á������������ √������������PROF: ROBERTO LAJAS 3 ELECTRÓNICA APLICADA

2.3.- VALOR DE PICO A PICO (VPP) Electrónica Aplicada | Roberto LajasEs valor comprendido entre dos picos consecutivos de polaridad opuesta (Vpp, Ipp, Ppp…) ������������������������������������ = ������������ · ������������������������á������������2.4.- EL PERIODO (T).El periodo es el tiempo que tarda la onda sinodal en realizar un ciclo.Se representa por la letra T y está determinado por la siguiente expresión:������������ = ������������ ������������Siendo: T el periodo en segundos (s) f la frecuencia en Hercios (Hz)2.5.- LA FRECUENCIA (f).La frecuencia es el número de ciclos que se realizan en un segundo.Se representa por la letra f y su unidad es el Hercio (Hz).La frecuencia está determinada por la siguiente expresión:������������ = ������������ ������������Siendo: f la frecuencia en Hercios (Hz) T el periodo en segundos (s)Normalmente se utilizan múltiplos hercio, como son: 1GHz = 109Hz.1KHz =103 Hz 1MHz = 106HzLa frecuencia de la energía eléctrica en Europa es de 50Hz y en América de 60Hz.PROF: ROBERTO LAJAS 4 ELECTRÓNICA APLICADA

2.6.- VELOCIDAD ANGULAR O PULSACIÓN ANGULAR (ω)Es el espacio recorrido por una señal senoidal en la unidad de tiempo.Su fórmula es: Electrónica Aplicada | Roberto Lajas ω = 2 π f (rad/s)Siendo:ω  La velocidad angular en rad/sf  la frecuencia en Hz. 3.- Ecuación de una señal senoidal en función del tiempo. V(t) = A sen (wt + α)+ D V(t) = A sen (2πf t + α)+DSiendo:A  La amplitud de la señal.ω  la velocidad angular.t  El instante de tiempo en el que se desea saber el valor de la señal.α  El desfase de la señal (+ Si está adelantada) (- Si está retrasada.)D  Valor de la componente continua. (“+” Si está por encima del valor de referencia 0) (“-” Si está por debajo del valor de referencia 0)PROF: ROBERTO LAJAS 5 ELECTRÓNICA APLICADA

ACTIVIDAD. Electrónica Aplicada | Roberto LajasA partir de la siguiente ecuación representa su señal gráficamente:V(t) = 4 sen (2π 200 t - 90º)- 2ACTIVIDAD.En la siguiente representación gráficas:a.- Escribe las ecuaciones de la V y la I.b.- Calcula el desfase.c.- Di que señal esta adelantada. 4.- Impedancia (Z)La impedancia es la oposición que presentan los componentes de un circuito eléctrico al pasode la corriente alterna.Su característica fundamental es que no es un valor fijo, sino que depende de la frecuencia dela señal (excepto en las resistencias, que se comportan igual en corriente continua y alterna).La impedancia se representa con la letra Z.Su unidad de medida es el ohmio(Ω).PROF: ROBERTO LAJAS 6 ELECTRÓNICA APLICADA

5.- Circuitos en corriente alterna.A.- CIRCUITO RESISTIVO PURO.Sea el circuito de corriente alterna:La impedancia Resistiva (ZR) es la oposición que ofrece una resistencia al paso de la Electrónica Aplicada | Roberto Lajascorriente alterna. ZR = R (Ω)Ley de ohm: Ondas de las señales:  Representación fasorial (ZR):La tensión y la intensidad en la resistencia están en fase.ACTIVIDAD:Un circuito con una resistencia pura de 50 Ω se conecta a un generador que proporciona200 V y una frecuencia de 50 Hz. Hallar la intensidad instantánea.PROF: ROBERTO LAJAS 7 ELECTRÓNICA APLICADA

B.- CIRCUITO CAPACITIVO PURO.Sea el circuito de corriente alterna:La impedancia capacitiva o capacitancia (XC) es la oposición que ofrece un condensador Electrónica Aplicada | Roberto Lajasal paso de la corriente alterna. ������������Xc = ������������ ω Donde: ������������ Xc = ������������ 2 π f ω=2πfLey de ohm en corriente alterna (XC): ������������ I = ������������������������ Ondas de las señales:Como el condensador se opone a los cambios bruscos de tensión:-La intensidad está adelantada 90º (π/2) respecto a la tensión. Representación fasorial (XC):ACTIVIDAD:Dado un condensador de 250 µF de capacidad, se conecta a un circuito alimentado poruna corriente alterna de 230V y 50Hz. Calcular:a) El valor eficaz de la intensidad.b) El valor instantáneo de la intensidad.PROF: ROBERTO LAJAS 8 ELECTRÓNICA APLICADA

C.- CIRCUITO INDUCTIVO PURO.Sea el circuito de corriente alterna:La impedancia inductiva o inductancia (XL) es la oposición que ofrece la bobina al paso Electrónica Aplicada | Roberto Lajasde la Corriente alterna. De donde: ������������������������ = ������������ ω ������������������������ = ������������ 2πf ω=2πfLey de ohm en corriente alterna (XL): ������������ I = ������������������������Ondas de las señales:Como la bobina se opone al paso de la corriente:La intensidad está retrasada 90º (π/2) respecto a la tensión. Representación fasorial (XL)ACTIVIDAD:¿Cómo se comporta una bobina ante frecuencias muy bajas o nulas?PROF: ROBERTO LAJAS 9 ELECTRÓNICA APLICADA

6.- Circuito RLC en corriente Alterna. Electrónica Aplicada | Roberto LajasEn un circuito RLC serie formado por una bobina, una resistencia y un condensador:TRIANGULO DE IMPEDANCIA (Z). Siendo: Z = La impedancia. R = La resistencia. X = XL-XC  XL = La impedancia inductiva.  XC = La impedancia Capacitiva. Ley de ohm en corriente alterna (Z):PROF: ROBERTO LAJAS 10 ELECTRÓNICA APLICADA

ACTIVIDAD. Electrónica Aplicada | Roberto LajasUn circuito serie de corriente alterna consta de una resistencia R de 300 Ω, unaautoinducción de 0’3 H y un condensador de 10 µ F. Si el generador suministra unafuerza electromotriz V = √2 sen( 1000 t), calcular :a.- La impedancia del circuito.b.- La intensidad instantánea. 7.- FRECUENCIA DE RESONANCIA.La frecuencia de resonancia es la frecuencia para la cual las impedancias XL y XC soniguales, y por tanto se anulan, quedando como impedancia equivalente el valor de laresistencia. X = XL-XC Como  XC = XL Z=RPor lo tanto, la intensidad que circula por el circuito será máxima: ������������ I = ������������La fórmula de la frecuencia de resonancia es: XL = XCLω = 1 ������������ ωL 2πfo = 1 ������������ 2πfoLa resonancia es un fenómeno muy utilizado en los equipos de telecomunicaciones, en diseñode circuito sintonizadores, en filtros, etc.PROF: ROBERTO LAJAS 11 ELECTRÓNICA APLICADA

ACTIVIDAD. Electrónica Aplicada | Roberto LajasUn aparato de radio lleva un sintonizador de emisoras cuyo esquema es el de la figura R = 100 Ω L = 2 MHEl condensador es variable para que sepueda sintonizar las emisoras de la radio.Queremos sintonizar las emisoras:Los 40 principales (93,9 MHz) y cadena SER (99,8 MHz)Calcula la capacidad que debe de tener el condensador en cada uno de los casos. 8.- ANCHO DE BANDA (AB)El ancho de banda (AB) es el margen de frecuencias que se consideran de buena calidad yque están comprendidas entre una frecuencia llamada Frecuencia de Corte Inferior (FCI) yotra frecuencia llamada Frecuencia de Corte Superior (FCS). AB = FCS-FCISe considera como margen aceptable de frecuencias o Ancho de Banda (AB) un valor de -3 dbo lo que es lo mismo un valor un valor de intensidad correspondiente al 70,7%PROF: ROBERTO LAJAS 12 ELECTRÓNICA APLICADA

9.- FACTOR DE CALIDAD (Q) Electrónica Aplicada | Roberto LajasEl Factor de Calidad (Q) es el margen de valores de frecuencia (AB) que se consideraaceptables.El factor de calidad (Q) relaciona la frecuencia de resonancia (fo) con el Ancho Banda (AB): ������������������������ Q = ������������������������El factor de calidad (Q) es: Q= ������������������������ Q= ������������������������ R RACTIVIDAD.Calcular el factor de calidad Q:a.- FCI = 50 Khz y FCS = 80 Khz, Fo = 65 Khz.b.- FCI = 60 Khz y FCS = 70 Khz, Fo = 65 Khz.c.- ¿Cuánto más grande es el ancho de banda (AB) mejor es el factor de calidad?ACTIVIDAD.Un circuito RLC SERIE RESONANTE tiene los siguientes componentes:Generador: V = 324,3 sen( 314 t)L = 10 mH.C = 150 pFR = 47 ΩCalcular:a.- La frecuencia de resonancia (fo)b.- La intensidad máxima (Imáx)c.- La tensión eficaz (Vef)d.- El factor de calidad (Q)e.- El ancho de Banda (AB)f.- La FCI y la FCS.g.- Haz su representación gráfica.PROF: ROBERTO LAJAS 13 ELECTRÓNICA APLICADA