Este documento trata sobre circuitos de corriente alterna. Define la corriente alterna como una corriente cuya magnitud y dirección varían cíclicamente en el tiempo. Explica que la corriente alterna se genera mediante la inducción electromagnética, la cual depende del movimiento relativo entre un conductor y un campo magnético. Finalmente, presenta las definiciones y conceptos básicos relacionados con las formas de onda de corriente y voltaje alterno como periodo, frecuencia, amplitud y valor eficaz.

1. Circuitos Corriente Alterna
Lic. Luis Fernando Corrales

2. Definición
• (abreviada CA en español y AC en inglés, de Alternating
Current)
• Es la corriente eléctrica en la que la magnitud y dirección
varían en el tiempo cíclicamente.

5. Formas de onda

6. •Si un conductor corta
líneas de campo magnético
se genera una tensión o
fuerza electromotriz dentro
de el.
¿Cómo se genera la corriente alterna?

7. Voltaje inducido
o fem inducida
• El descubrimiento de este fenómeno,
conocido como inducción
electromagnética, es atribuido a Michael
Faraday, quien publicó los primeros
resultados de sus experimentosen 1931.

8. Simulation
Click the Simulation button to edit this object

9. Simulation
Click the Simulation button to edit this object

10. Factores de los cuales
depende el voltaje inducido
• Movimiento relativo entre el
conductor y el campo magnético. El
voltaje inducido depende de la rapidez
con la que el conductor corta las líneas
de flujo de flujo magnético.
• El voltaje inducido es directamente
proporcional al numero de espiras del
conductor que cruza las líneas de flujo
• Dirección del voltaje inducido depende
de la dirección del movimiento del
conductor con respecto al campo
• El voltaje inducido es directamente
proporcional al campo magnetico

11. Factores de los cuales depende
el voltaje inducido
• Movimiento relativo entre el
conductor y el campo magnético.
El voltaje inducido depende de la
rapidez con la que el conductor
corta las líneas de flujo de flujo
magnético.
• El voltaje inducido es
directamente proporcional al
numero de espiras del conductor
que cruza las líneas de flujo
• Dirección del voltaje inducido
depende de la dirección del
movimiento del conductor con
respecto al campo
• El voltaje inducido es
directamente proporcional al
campo magnético

14. Generación
de corriente alterna

15. 1. La densidad o cantidad de líneas de flujo por unidad de área del
campo magnético a través del cual se mueve la bobina.
2. La velocidad de rotación de la bobina (velocidad angular ω)
3. El ángulo con el cual la bobina corta las líneas de flujo.

16. Generador básico
de corriente alterna

17. Posición 1

18. Posición 2

19. Posición 3

20. Posición 4

21. Posición 5

22. Definiciones
Forma de onda:
Es la trayectoria que traza una
cantidad en una grafica.
Valor instantáneo:
Magnitud (voltaje o corriente) de una
forma de onda en cualquier instante
de tiempo; representada mediante
letras minúsculas (e, i)

24. Definición de las partes de un ciclo en términos de grados eléctricos.

25. Definición de las partes de un ciclo en términos de grados eléctricos.
(radianes)

26. Definición de las partes de un ciclo en términos de periodo

27. Factor de conversión entre grados y radianes
1. Para convertir de grados en radianes, multiplique
por π (3,1415) y divida por 180
2. Para convertir radianes en grados, multiplique por
180 y divida por π (3,1415)
30𝜋
180
=
𝜋
6
= 0,52 𝑟𝑎𝑑 1.5∗180
𝜋
= 30°

28. Definiciones
• Periodo ( T ):
• El intervalo de tiempo necesario
para completar un ciclo repetitivo,
• Ciclo:
• Intervalo de tiempo entre
repeticiones sucesivas de una
forma de onda periódica.
Longitud de onda:
es el parámetro físico que
indica el tamaño de una onda,
precisamente, la distancia que
hay entre el principio y el final
de una onda.

29. Definiciones
• Numero de ciclos en
un segundo. Se
mide en hertz Hz

32. Ejemplo 3
• Determine la
frecuencia de la
forma de onda de
la figura.
Inicio del
ciclo
Final del
ciclo
T = (25 ms – 5 ms) = 20 ms
𝑓 =
1
𝑇
=
1
20 ∗ 10−3 𝑠
= 50 Hz

33. Ejemplo 4
1. Un ciclo abarca cuatro divisiones
en la línea horizontal
• El periodo
• 𝑇 = 4𝑑𝑖𝑣(
50 μ𝑠
𝑑𝑖𝑣
) = 200 μs
• La frecuencia
• F =
1
𝑇
=
1
200μs
= 5 𝑘𝐻𝑧
• La altura vertical por encima del eje
horizontal contiene dos divisiones por
lo tanto,
• Vm = 2 div (
0,1 𝑉
𝑑𝑖𝑣
) = 0,2 V

35. Velocidad angular

36. Ejercicios
Solución:
ω = 2πf = 2π * 60 Hz = 377 rad/s

37. • Determine la frecuencia y
el periodo de la onda
senoidal de la figura.
Ejemplo 2

38. • Dado ω = 200 rad/s, determine cuanto le tomara a la
forma de onda senoidal recorrer un angulo de 90°
Ejercicio
α = ω t
t =
α
𝝎
Sin embargo, α debe sustituirse como
π
𝟐
(=90°) dado
que ω esta en radianes por segundo:
t =
α
𝝎
=
𝝅
𝟐
𝒓𝒂𝒅
𝟐𝟎𝟎 𝒓𝒂𝒅/𝒔
=
𝝅
𝟒𝟎𝟎
s = 7.85 ms

39. • Encuentre el ángulo que recorre una forma de
onda senoidal de 60 Hz después de un lapso de 5
ms.
ejercicio
α = ω t
α = 2π f t = 2π * 60 Hz * 5 ms = 1.885 rad
PELLIZQUESE SI NO SE TIENE CUIDADO SE PUEDE
PENSAR EN QUE EL RESULTADO ES EN GRADOS
α (°) =
180°
π𝑟𝑎𝑑
(1.885 rad) = 108°

40. Valores típicos de la
onda senoidal

41. Definiciones Amplitud máxima:
Es el valor pico de una forma de
onda medida a partir de su
valor promedio o media. Se
representa con letras
mayúsculas Em, Vm, Am,
Valor Pico:
Valor instantáneo máximo de una
función medida a partir del nivel de 0
volts
Valor Pico Pico:
Es el valor completo entre los picos
positivos y negativos de la forma de
onda

42. Valor promedio
• Es el promedio
aritmético de todos
los valores
instantáneos que
tiene una onda
durante un semiciclo
VAV = 0,637 * Vp
VAV = 0,637 * 170 V
VAV = 108,29 V

43. •Es el valor de la tensión en corriente continua (CC)
que se produce sobre una resistencia la misma
disipación de potencia que la onda.
•Se obtiene extrayendo la raíz cuadrada del
promedio de los cuadrados de todos los valores
instantáneos que adopta la onda durante un ciclo,
(root-mean-square/ raíz media cuadrática.

45. Corrientes alternas
emax
imax
tiempo, t
e = Emax sen q
i = imax sen q
Voltaje y
corriente CA

46. Formato general para la tensión y la corriente senoidal
Am sen α
Valor pico de la
forma de onda
Unida de medida para
el eje horizontal donde
α = (ωt)
Am sen α Am sen ωt
Im sen α Im sen ωt
Em sen α Em sen ωt
Unidad de
medida
horizontal

47. •Si e= 5 sen α
Determine e en α=40° y α=0,8 π
• e= 5 sen 40°
• e= 3,214 V
•α (°) =
𝟏𝟖𝟎°
𝝅
0,8π = 144°
• e= 5 sen 144°
• e= 2,939 V

48. Determine el ángulo en el cual la magnitud de la
función senoidal v= 10 sen 377 t es de 4 V
• e=Em sen α
•
e
Em
= sen α
• α = sen-1 e
Em
• α = sen-1 i
Im
Determine el tiempo en el cual se
obtiene la magnitud

49. 10V
4V
α1 α2
α1 = sen-1 e
Em
α1 = sen-1 4V
𝟏𝟎𝑽
α1 = 23,57°
α2 = 180° - 23,57°
α2 = 156,42°
α1 = 23,57° α2 = 156,42°

50. 10V
4V
α1 α2
α = ω t
α (rad) =
π
𝟏𝟖𝟎°
(23.578°)
α (rad) = 0,411 rad
t1 =
α
ω
=
0.411 rad
𝟑𝟕𝟕 𝒓𝒂𝒅/𝒔
t1 = 1,09 mS
α (rad) =
π
𝟏𝟖𝟎°
(156.422°)
α (rad) = 2,73 rad
t2 =
α
ω
=
2.73 rad
𝟑𝟕𝟕 𝒓𝒂𝒅/𝒔
t2 = 7,24 mS
α1 = 23,57° α2 = 156,42°
t1 = 1,09 mS t2 = 7,24 mS

51. • El ángulo α en grados
• El ángulo α en radiales
• El tiempo en segundos emax
tiempo, t
10 V
360°
270°
180°90°
0 π
2
π
3
2
π
2π
t =
α
ω
=
2π
𝟑𝟏𝟒
t = 20 mS
20 mS

52. α (rad) = ωt = 1000t
= (1000rad/s)(2ms)
= 2 rad.
α (°) =
𝟏𝟖𝟎°
π𝒓𝒂𝒅
(2 rad)
= 114,59°
i = (6mA)(sen 114,59°)
= 5,46 mA