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Generación de la
corriente alterna
¿QUE ES LA CORRIENTE ALTERNA?
Se describe como el movimiento de
electrones libres a lo largo de un conductor
conectado a un circuito en el que hay una
diferencia de potencial. la corriente alterna
fluye en tanto existe una diferencia de
potencial. si la polaridad de la diferencia
de potencial no varía, la corriente siempre
fluirá en una dirección y se llama corriente
alterna o continua, o simplemente C-C.
CORRIENTE ALTERNA
Existe un tipo de corriente alterna que no
siempre fluye en la misma dirección, sino
que alterna y fluye primero hacia una
dirección y luego se invierte y fluye hacia
la otra. a este tipo de corriente se le
llama
corriente
alterna
o
c-a.
PRINCIPIO DE GENERACIÓN DE CORRIENTE ALTERNA
El fenómeno de inducción electromagnética fue
descubierto por Faraday en el año 1830,
llegando a demostrar que "cuando un conductor
se mueve dentro de un campo magnético
cortando líneas de fuerza, se engendra en el
una fuerza electromotriz, que es directamente
proporcional al flujo cortado, e inversamente
proporcional al tiempo empleado en hacerlo.

Teniendo un imán permanente como inductor
estático y un rotor con una espira como
inducido tendremos un generador elemental.
Al recibir movimiento, la espira cortará las líneas de
fuerza y se producirá una fuerza electromotriz.
Sentido de las Líneas de Fuerza
A medida que la espira va girando esta
va cortando, las líneas de fuerza, de
un ángulo y posición distinta
generando una variación en la tensión
y produciendo el cambio en el sentido
de circulación de la corriente.
En la figura A la espira se mueve paralela a
las líneas de fuerza sin generar voltaje en sus
extremos.
A medida que la espira avanza esta se va
desplazando formando ángulos, generando
paulatinamente una tensión en sus extremos;
hasta que llega al posición que se ve en la
figura B, en donde la espira se mueve
perpendicular a las líneas de fuerza cortando
a estas "más efectivamente" generando un
pico de tensión.
A
medida que el rotor sigue
girando este vuelve a una posición
nula en donde la espira se
encuentra paralela a las líneas de
fuerza, sin generar tensión.

Cuando la espira pasa la posición de la figura
C; formando ángulos esta se vuelve y a generar
tensión, pero en este caso con una polaridad
inversa a la anterior. Hasta llegar a la posición
de la figura D donde se vuelve a producir el
pico de tensión por estar la espira
perpendicular a las líneas de fuerza.
 Luego
de esto la espira sigue su
transcurso, llegando nuevamente a la
posición A
REACTANCIA
Se denomina reactancia a la oposición
ofrecida al paso de la corriente alterna por
inductores (bobinas) y condensadores, se
mide en ohmios y su símbolo es Ω. Junto a la
resistencia
eléctrica
determinan
la
impedancia total de un componente o
circuito, de tal forma que la reactancia (X) es
la parte imaginaria de la impedancia (Z) y la
resistencia (R) es la parte real, según la
igualdad.
Z= R+jX
REACTANCIA INDUCTIVA
El efecto de una reactancia inductiva es
doble
1.- ofrece una oposición al paso de la
corriente
2.- produce un atraso de la corriente
con respecto al voltaje.
Con una reactancia inductiva perfecta, esto es
que no tenga ninguna resistencia, la corriente se
retrasa 90° eléctricos respecto al voltaje y no
puede extraerse ninguna energía de la línea, por
que la bobina almacena energía en el campo
magnético, la corriente tomada por una
inducción perfecta es igual al voltaje dividido por
su reactancia.
En la que:
 = Reactancia inductiva en ohm
L=Inductancia en henrios
ƒ= Frecuencia en Hertz
= Frecuencia angular
REACTANCIA CAPACITIVA
 El
efecto de una reactancia capacitiva
es doble
 1.- ofrece una oposición al flujo de la
corriente
 2.- produce un adelanto de la
corriente con respecto al voltaje.
Con una reactancia capacitiva perfecta, esto es
que no tenga ninguna resistencia la corriente se
adelanta 90° eléctricos con respecto al voltaje y
no puede extraerse ninguna energía de la línea,
porque el condensador almacena energía en el
campo electroestático durante un semiciclo y
devuelve esta energía a la línea en el siguiente
semiciclo.
Reactancia capacitiva
La reactancia capacitiva se representa por  y
su valor viene dado por la fórmula:
En la que:
 =reactancia capacitiva en ohms
 = capacitancia en faradios
ƒ = frecuencia en Hertz
 = frecuencia angular
Impedancia
En los circuitos C.A. puede haber cualquier combinación de
resistencias, reactancias inductivas, reactancias capacitivas, el
efecto combinado de una resistencia y una reactancia se
denomina impedancia, también se expresa en ohms y su
símbolo es la letra “z”. Cuando un circuito contiene resistencias
y reactancias es necesario combinar su efecto óhmico por un
método diferente del usado para resistencias aisladas. La
reactancia de cualquier circuito tendrá una fase de 90°respecto
a su resistencia ya sea de adelanto o de atraso respecto a la
resistencia, dependerá de que la resistencia sea inductiva o
capacitiva.
Se puede demostrar que los tres componentes
(R, X, Z) se relacionan mediante un triángulo
rectángulo. Aplicando el Teorema de Pitágoras
o relaciones trigonométricas, se pueden
obtener muchas más fórmula que relacionen R,
X y Z.
Los diagramas de estas figuras muestran que la resistencia,
reactancia e impedancia forman un triangulo, las relaciones
entre ellas cuando están conectados en serie, se expresan con
las siguientes ecuaciones.
La impedancia de un circuito conteniendo resistencia y reactancia inductiva es:
Z= 2 + 2
La impedancia de un circuito conteniendo resistencia y reactancia capacitiva es:
Z= 2 +  2
La impedancia de un circuito conteniendo resistencia, reactancia inductiva y
reactancia capacitiva es:
Z= 2 + ( − )2
En los circuitos de corriente alterna
(AC) los receptores presentan una
oposición a la corriente que no
depende únicamente de la resistencia
óhmica del mismo, puesto que los
efectos de los campos magnéticos
variables (bobinas) tienen una
influencia importante.
En AC, la oposición a la corriente recibe el
nombre de impedancia (Z), que obviamente
se mide en Ω. La relación entre V, I, Z, se
determina mediante la "Ley de Ohm
generalizada".

Ι=

donde:
I= intensidad eficaz en A
V= tensión eficaz en V.
Z= impedancia en Ω.

En la siguiente tabla puede verse un resumen del
valor de impedancia de cada tipo de receptor en ac.
Ejemplo
Un motor se comporta como un receptor
inductivo de R=17,3 (Ω) y XL=10 (Ω) y está
conectado a una toma de 230 V/50 Hz.
Determinar su intensidad.
La impedancia:
La intensidad:
POTENCIA
Es el trabajo ejecutado en unidad de tiempo.
 
Potencia=

El trabajo que hace una corriente eléctrica
puede ser una, iluminar una habitación, que un
motor gire para ejecutar cualquier trabajo
mecánico, etc.
La unidad de potencia eléctrica es el Watts o
kilowatts y es el equivalente al trabajo que hace
en un segundo una corriente constante de un
ampere que circula en un conductor.
Relación de potencia
EJEMPLOS

Si un receptor de TV recibe 1.5 A de una línea de 120
v que potencia es la que se consume.

W= IV = 1.5ª(120 V)= 180 W

Que cantidad de calor disipa un resistor de 200 W
cuando fluye una cantidad de 2 A.

P=RX2 =200Ω(2 A)=800 W

Se tiene una lámpara de 100 W que se
alimenta a una línea de 127 V y opera durante
20 horas , calcular el valor de la resistencia, la
corriente que demanda y la energía que
consume.
100w= 127v x2 por lo tanto: I= 0787 A
 127 
R= =
=161.37
 0.787 
Ω
EN=PT= 100W(20hrs)=2 KW-h
RESONANCIA ELÉCTRICA

La resonancia eléctrica es un fenómeno que
se produce en un circuito en el que existen
elementos
reactivos
(bobinas
y
condensadores) cuando es recorrido por una
corriente alterna de una frecuencia tal que
hace que la reactancia se anule, en caso de
estar ambos en serie, o se haga infinita si
están en paralelo. Para que exista resonancia
eléctrica tiene que cumplirse que Xc = Xl.
Entonces, la impedancia Z del circuito se
reduce a una resistencia pura
TRANSFORMADORES

Se denomina transformador a un dispositivo
eléctrico que permite aumentar o disminuir la
tensión en un circuito eléctrico de corriente
alterna, manteniendo la potencia. La potencia
que ingresa al equipo, en el caso de un
transformador ideal (esto es, sin pérdidas), es
igual a la que se obtiene a la salida. Las
máquinas reales presentan un pequeño
porcentaje de pérdidas, dependiendo de su
diseño y tamaño, entre otros factores.
PEQUEÑO TRANSFORMADOR ELÉCTRICO
EL TRANSFORMADOR
Es un dispositivo que convierte la energía
eléctrica alterna de un cierto nivel de tensión,
en energía alterna de otro nivel de tensión,
basándose en el fenómeno de la inducción
electromagnética. Está constituido por dos
bobinas de material conductor, devanadas
sobre un núcleo cerrado de material
ferromagnético, pero aisladas entre sí
eléctricamente.
La única conexión entre las bobinas la
constituye el flujo magnético común que se
establece en el núcleo. El núcleo, generalmente,
es fabricado bien sea de hierro o de láminas
apiladas de acero eléctrico, aleación apropiada
para optimizar el flujo magnético. Las bobinas o
devanados se denominan primario y secundario
según correspondan a la entrada o salida del
sistema en cuestión, respectivamente.
También existen transformadores con más
devanados; en este caso, puede existir un
devanado "terciario", de menor tensión que el
secundario.
Representación esquemática del transformador
RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN
La relación de transformación indica
el aumento o decremento que sufre
el valor de la tensión de salida con
respecto a la tensión de entrada,
esto quiere decir, la relación entre la
tensión de salida y la de entrada.
La relación entre la fuerza electromotriz
inductora (Ep), la aplicada al devanado
primario y la fuerza electromotriz inducida (Es),
la obtenida en el secundario, es directamente
proporcional al número de espiras de los
devanados primario (Np) y secundario (Ns) ,
según la ecuación:
 
=
 
La relación de transformación (m) de la tensión
entre el bobinado primario y el bobinado
secundario depende de los números de vueltas
que tenga cada uno. Si el número de vueltas del
secundario es el triple del primario, en el
secundario habrá el triple de tensión.
  
=
= =
  
Donde:
 (Vp) es la tensión en el devanado primario o
tensión de entrada, (Vs) es la tensión en el
devanado secundario o tensión de salida,
(Ip) es la corriente en el devanado primario o
corriente de entrada, e (Is) es la corriente en
el devanado secundario o corriente de
salida.


Ahora bien, como la potencia eléctrica aplicada en
el primario, en caso de un transformador ideal,
debe ser igual a la obtenida en el secundario:
1 = 2
1 1 = 2 2

El producto de la diferencia de potencial por la
intensidad (potencia) debe ser constante, con lo
que en el caso del ejemplo, si la intensidad
circulante por el primario es de 10 amperios, la
del secundario será de solo 0,1 amperios (una
centésima parte).

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