Download Tema 9.- Circuitos - IES Al

UNIDAD 1
MAGNITUDES ELÉCTRICAS FUNDAMENTALES. CORRIENTE CONTINUA
1.- Corriente continua
La corriente continua (CC en español, en inglés DC,) es el flujo continuo de electrones a través
de un conductor entre dos puntos de distinto potencial. En la corriente continua las cargas
eléctricas circulan siempre en la misma dirección (es decir, los terminales de mayor y de menor
potencial son siempre los mismos). Aunque comúnmente se identifica la corriente continua
con la corriente constante (por ejemplo la suministrada por una batería), es continua toda
corriente que mantenga siempre la misma polaridad.
Los terminales de los generadores que la producen (pilas, baterías, acumuladores, dinamos)
reciben el nombre de polos o bornes designándose
1.1.-Corriente eléctrica. Intensidad de corriente+
Definición de Intensidad de corriente: la cantidad de carga eléctrica ( electrones) que circula
por con un metal en la unidad de tiempo .Se debe al movimiento de electrones en el interior
del material.
I=dQ/dt
•Unidades de I: 1Amperio=1Culombio/1segundo. 1A=1C/1s•
La corriente eléctrica que circula por un conductor se mide con un amperímetro (intercalado
en medio del paso de la corriente), colocado en serie con el conductor cuya intensidad se
desea medir.
Un material conductor posee gran cantidad de electrones libres, por lo que es posible el paso
de la electricidad a través del mismo. Cuando se aplica una fuente de tensión externa (como,
por ejemplo, una batería) a los extremos de un material conductor, se está aplicando un
campo eléctrico sobre los electrones libres. Este campo provoca el movimiento de los mismos
en dirección al terminal positivo del material (los electrones son atraídos [tomados] por el
terminal positivo y rechazados [inyectados] por el negativo). Es decir, los electrones libres son
los portadores de la corriente eléctrica en los materiales conductores.
1.1.1Sentido de la corriente eléctrica
Las corrientes alimentadas por pilas se denominan corrientes continuas. Los electrones
circulan siempre por el conductor en el mismo sentido, desde el polo negativo al polo positivo.
Sin embargo, por convenio, el sentido de la corriente utilizado en los esquemas es el contrario,
pues los primeros estudiosos de la electricidad pensaron que las cargas que se desplazaban
eran las positivas, que lo harían moviéndose desde el polo positivo al negativo. Este es el
sentido que se asignó, y que aún hoy mantenemos, a la corriente eléctrica.
1.2 CIRCUITO ELECTRICO
Circuito Eléctrico es el conjunto de componentes unidos entre sí que permiten el paso de la
corriente eléctrica o electricidad.
En todo circuito eléctrico observamos los siguientes elementos:
Generador: Es el que genera o produce la electricidad. Para nuestro uso domestico los
generadores que más usamos son la línea domestica, y las pilas o baterías.
Cables y Conectores: Son los materiales que permiten el paso de la electricidad. El más utilizado
es el cable de cobre.
Elementos de Control: Nosotros podemos controlar el paso de la electricidad en nuestros
circuitos eléctricos. El elemento de control más conocido y empleado es el interruptor que
controla el paso o no de la electricidad.
Elementos de Protección: Son aquellos que protegen al circuito de sobrecargas o cortocircuitos;
pero también son aquellos que sirven de protección al usuario. Por ejemplo, un fusible es un
elemento de protección al circuito, mientras que el revestimiento de los cables de cobre es un
elemento de protección al usuario.
Receptor: Es el artefacto o dispositivo eléctrico que queremos hacer funcionar, en el se
transforma la energía eléctrica en algún otro tipo de energía.

1.3 RESISTENCIA ELÉCTRICA es la propiedad que tienen los cuerpos de oponerse en cierto grado
al paso de la corriente eléctrica.
Símbolo R
La RESISTENCIA de un conductor depende de la longitud del mismo (l), de su sección (s) y del
material con el que está fabricado, mediante la siguiente expresión:
Donde: R = resistencia. = resistividad. L = longitud. s = Sección
1.3.1RESISTIVIDAD
La constante de proporcionalidad se denomina resistividad, que depende del material
con que está fabricado el conductor y de la temperatura. A la inversa de la resistividad se le
denomina conductividad
UNIDADES
La unidad de la resistencia eléctrica es el ohmio, que se representa por la letra griega
(omega).
Los
son el kilo-ohmio (
) que
-ohmio (
) que
El aparato que mide la resistencia eléctrica se denomina óhmetro u ohmímetro
1.3.2LA CONDUCTANCIA. Está directamente relacionada con la facilidad que ofrece un material
cualquiera al paso de la corriente eléctrica. La conductancia es lo opuesto a la resistencia. A mayor
conductancia la resistencia disminuye y viceversa, a mayor resistencia, menos conductancia, por lo que
ambas son inversamente proporcionales
El valor de la conductancia “G” de un material se indica en “siemens” y se
identifica con la letra "S". Un siemens equivale a,
o también a
A continuación se muestra una tabla donde se puede conocer la resistencia específica en
de
algunos
materiales,
a
una
temperatura
de
20°
Material
Resistividad (
· mm2 / m ) a 20º C
Aluminio
0,028
Carbón
40,0
Cobre
0,0172
Constatan
0,489
Nicromo
· mm2 / m,
Celsius.
1,5
Plata
0,0159
Platino
0,111
Plomo
0,205
Tungsteno
0,0549
1..3.3.Codificación
Las resistencias de pequeña potencia van rotuladas con un código de franjas de colores. Para
caracterizar una resistencia hacen falta tres valores: resistencia, corriente máxima y
TOLERANCIA .
La corriente máxima de una resistencia viene condicionada por la máxima potencia que puede
disipar su cuerpo. Esta potencia se puede identificar visualmente a partir del diámetro sin que
sea necesaria otra indicación. Los valores más corrientes son 0,25 W, 0,5 W y 1 W.
Los otros datos se indican con un conjunto de rayas de colores sobre el cuerpo del elemento.
Son tres, cuatro o cinco rayas; dejando la raya de tolerancia (normalmente plateada o dorada)
a la derecha, se leen de izquierda a derecha. La última raya indica la tolerancia (precisión). De
las restantes la última es el multiplicador y las otras las cifras significativas.
El valor se obtiene leyendo las cifras como un número de una, dos o tres cifras y, después,
multiplicando el resultado por el multiplicador, obteniéndose el resultado en ohmios (Ω); en
ocasiones puede aparecer una banda adicional indicando el efecto de la temperatura en la
variación de la resistencia. En aquellos casos en los que no hay espacio para dibujar las bandas
de colores, se emplean dígitos, con igual significado que en el caso de la codificación con
cuatro bandas: los primeros serán las cifra significativas y el último el multiplicador; por
Color de la banda Valor de la cifra significativa Multiplicador Tolerancia
Negro
0
1
Marrón
1
10
1%
Rojo
2
100
2%
Naranja
3
1 000
Amarillo
4
10 000
Verde
5
100 000
Azul
6
1 000 000
Violeta
7
Gris
8
Blanco
9
Dorado
0.1
5%
Plateado
0.01
10%
Ninguno
20%
Ejercicios, relacionados con la resistencia
.- Hallar la resistencia de una varilla de cobre de 2 m de longitud y 8 mm de diámetro, sabiendo
que la resistividad de este metal vale 1,756x10-8
o
2.C. Hallar su resistencia a 50o C. El
coeficiente de temperatura de la resistencia del hilo de cobre vale 0,00426 (oC)-1
3.30o C. Hallar su valor a 100o C. El
coeficiente de temperatura de la resistencia del platino es 0,00392 (oC)-1.
4.- Un conductor de cobre tiene un diámetro de 0,5 mm. Hallar la resistencia R de 50 m de
conductor a 20o C de temperatura, sabiendo que la resistividad del cobre, a esta temperatura,
vale 1,8x10-6
5.- Hallar la resistencia de un alambre de plata alemana de 152,5 m de longitud y 0,3 mm 2 de
sección. La resistividad de este metal es 33x10-6
6.a) el coeficiente de temperatura, b) la resistencia que presenta a 300º C. (4,22x103 o
).
cular:
7.- Un hilo de cobre tiene un diámetro de 4 mm. Hallar la resistencia de 300 m de dicho
conductor a 20º C, sabiendo que la resistividad del cobre a esta temperatura es de 1,8x10-8
m..
1.4. La Fuerza electromotriz (F.E.M.),es una característica de cada generador eléctrico, y se
define como el trabajo que el generador realiza para pasar la unidad de carga positiva del polo
negativo al positivo por el interior del generador.
La F.E.M. se mide en voltios lo mismo que el potencial eléctrico y el aparato que mide la f.e.m
se denomina voltímetro y se conecta en derivación
La tensión, voltaje o diferencia de potencial es una magnitud física que impulsa a los
electrones a lo largo de un conductor en un circuito eléctrico cerrado, provocando el flujo de
una corriente eléctrica. Su unidad es el voltio.
Conexión de un voltimetro
POLARIDAD
Cuando por dos puntos de un circuito puede circular una corriente eléctrica, la polaridad de la
caída de tensión viene determinada por la dirección convencional de la misma; esto es, del
punto de mayor potencial al de menor. Por lo tanto, si
por el resistor R de la figura circula una corriente de
intensidad I, desde el punto A hacia el B, se producirá una caída de tensión en la misma con la
polaridad indicada, y se dice que el punto A es más positivo que el B.
1.5 LEY DE OHM
La Ley de Ohm afirma que la corriente que circula por un conductor eléctrico es directamente
proporcional a la tensión e inversamente proporcional a la resistencia siempre y cuando su
temperatura se mantenga constante.
La ecuación matemática que describe está relación es:
Donde, I es la corriente que pasa a través del objeto en amperios, V es la diferencia de
potencial de las terminales del objeto en voltios, y R es la resistencia en ohmios (Ω).
Específicamente, la ley de Ohm dice que la R en esta relación es constante,
independientemente de la corriente
1.6 POTENCIA EN CORRIENTE CONTINUA
Cuando se trata de corriente continua (CC) la potencia eléctrica desarrollada en un cierto
instante por un dispositivo de dos terminales, es el producto de la diferencia de potencial
entre dichos terminales y la intensidad de corriente que pasa a través del dispositivo. Su
unidad es el vatio W
P = V.I
1.7 ASOCIACIÓN DE RESISTENCIAS
1.7.1.A SOCIACIÓN EN SERIE
Dos o más resistencias se encuentran conectadas en serie cuando al aplicar al conjunto una
diferencia de potencial, todas ellas son recorridas por la misma corriente.
Para determinar la resistencia equivalente de una asociación serie aplicamos la segunda ley de
Kirchoff
R1
R2
A
Rn
B
UAB
Aplicando la ley de Ohm:
En la resistencia equivalente:
Finalmente, igualando ambas ecuaciones se obtiene que:
Y eliminando la intensidad:
Por lo tanto, la resistencia equivalente a n resistencias montadas en serie es igual a la
sumatoria de dichas resistencias.
ASOCIACIÓN EN PARALELO
Dos o más resistencias se encuentran en paralelo cuando tienen dos terminales comunes de
modo que al aplicar al conjunto una diferencia de potencial, UAB, todas las resistencias tienen
la misma caída de tensión, UAB.
Para determinar la resistencia equivalente de una asociación en paralelo imaginaremos que
ambas, están conectadas a la misma diferencia de potencial mencionada, UAB, lo que originará
una misma demanda de corriente eléctrica, I. Esta corriente se repartirá en la asociación por
cada una de sus resistencias de acuerdo con la primera ley de Kirchhoff:
A
UAB
R1
R2
Rn
B
Aplicando la ley de Ohm:
En la resistencia equivalente se cumple:
Igualando ambas ecuaciones y eliminando la tensión UAB:
De donde:
Por lo que la resistencia equivalente de una asociación en paralelo es igual a la inversa de la
suma de las inversas de cada una de las resistencias.
Existen dos casos particulares que suelen darse en una asociación en paralelo:
1. Dos resistencias: en este caso se puede comprobar que la resistencia equivalente es
igual al producto dividido por la suma de sus valores, esto es:
2. k resistencias iguales: su equivalente resulta ser:
1.7.3 ASOCIACIÓN MIXTA
En una asociación mixta podemos encontrarnos conjuntos de resistencias en serie con
conjuntos de resistencias en paralelo. En la figura pueden observarse tres ejemplos de
asociaciones mixtas con cuatro resistencias.
A veces una asociación mixta es necesaria ponerla en modo texto. Para ello se utilizan los
símbolos "+" y "//" para designar las asociaciones serie y paralelo respectivamente. Así con (R1
+ R2) se indica que R1 y R2 están en serie mientras que con (R1//R2) que están en paralelo. De
acuerdo con ello, las asociaciones de la figura 5 se pondrían del siguiente modo:
a) (R1//R2)+(R3//R4)
b) (R1+R3)//(R2+R4)
c) ((R1+R2)//R3)+R4
Para determinar la resistencia equivalente de una asociación mixta se van simplificando las
resistencias que están en serie y las que están en paralelo de modo que el conjunto vaya
resultando cada vez más sencillo, hasta terminar con un conjunto en serie o en paralelo. Como
ejemplo se determinarán las resistencias equivalentes de cada una de las asociaciones de la
figura 5:
a)
R1//R2 = R1//2
R3//R4 = R3//4
RAB = R1//2 + R3//4</
b)
R1+R3 = R1+3
R2+R4 = R2+4
RAB = R1+3//R2+4
c)
R1+R2 = R1+2
R1+2//R3 = R1+2//3
RAB = R1+2//3 + R4
Desarrollando se obtiene:
a)
b)
c)
1.8 CONDENSADOR
Los condensadores son dispositivos capaces de almacenar una determinada cantidad de
electricidad. Se componen de dos superficies conductoras, llamadas armaduras, puestas frente
a frente y aisladas entre sí por un material aislante que es llamado dieléctrico.
q1
q2
C
V
El valor de la capacidad de un condensador viene definido por la siguiente fórmula:
en donde:
C: Capacitancia
Q1: Carga eléctrica almacenada en la placa 1.
V1 − V2: Diferencia de potencial entre la placa 1 y la 2.
1.8.4 ASOCIACIONES DE CONDENSADORES
Como todo dipolo, los condensadores se pueden conectar en serie, en paralelo o en asociación
mixta.
1.8.4.1 Asociación serie
Si, del negativo de la batería, fluyen hacia la armadura de la
derecha, por ejemplo, tres electrones, estos inducen en la placa
enfrentada a ella tres cargas positivas, es decir, la abandonan
tres electrones, que irán a parar a la armadura siguiente, que, a
su vez, inducirá una carga de +3 en la siguiente, étc.
La conclusión final es que la CARGA que adquieren los
condensadores es LA MISMA para todos. q1 = q2 = q3 = q Las
DIFERENCIAS DE POTENCIAL, en cambio, al estar en serie se
SUMAN, y dicha suma será igual al potencial V de la batería. V
= V1 + V2 + V3
Teniendo en cuenta que la relación entre la carga q y la tensión V de un condensador es su
capacidad C
C=q/V
Diremos que el potencial V que adquiere un condensador es:
V=q/C
por lo que diremos que en nuestro circuito tendremos:
V1 = q1 / C1 V2 = q2 / C2 V3 = q3 / C3
pero como ya hemos dicho que:
V = V1 + V2 + V3 = q1 / C1 + q2 / C2 + q3 / C3
como quiera que las cargas de los tres condensadores en serie es la misma
q = q1 = q2 = q3 V = q x [ 1/ C1 + 1 / C2 + 1 / C3 ]
por lo que: V / q = 1/ CT = 1/ C1 + 1 / C2 + 1 / C3
1-8-4-2Asociación de condensadores en paralelo.
En este caso, lo que es igual para
todos los condensadores es,
obviamente, la DIFERENCIA DE
POTENCIAL, impuesta por el
generador.
V = V1 = V2 = V3
En cambio, la CARGA TOTAL
entregada por este debe ser igual
a la SUMA de las cargas
almacenadas
en
los
condensadores
qT = q1 + q2 + q3
Como quiera que q = C x V y V = V1 = V2 = V3 tendremos para cada uno de los
condensadores:
q1 = C1 x V
q2 = C2 x V
q3 = C3 x V Así pues :
qT = q1 + q2 + q3 = C1 x V + C2 x V + C3 x V = V x ( C1 + C2 + C3 )
qT / V = CT = C1 + C2 + C3
1.8.5. CARGA Y DESCARGA DE UN CONDENSADOR
PROCESO DE CARGA :
Cuando el interruptor se mueve a A, la corriente I sube bruscamente (como un cortocircuito) y
tiene el valor de I = E / R amperios (como si el condensador no existiera momentáneamente en
este circuito serie RC), y poco a poco esta corriente va disminuyendo hasta tener un valor de
cero (ver el diagrama)
El voltaje en el condensador no varía instantáneamente y sube desde 0 voltios hasta E voltios
(E es el valor de la fuente de corriente directa conectado en serie con R y C, ver diagrama 1).
El tiempo que se tarda el voltaje en el condensador (Vc) en pasar de 0 voltios hasta el 63.2 %
del voltaje de la fuente está dado por la fórmula T = R x C donde R está en Ohmios y C en
Milifaradios y el resultado estará en milisegundos.
Al valor de T se le llama "Constante de tiempo"
PROCESO DESCARGA:
El interruptor está en B.
Entonces el voltaje en el condensador Vc empezará a descender desde Vo (voltaje inicial en el
condensador). La corriente tendrá un valor inicial de Vo / R y disminuirá hasta llegar a 0 (cero
voltios).
Donde: T = RC es la constante de tiempo
EJERCICIOS
UN CONDENSADOR DE 2 µF SE ENCUENTRA EN SERIE CON EL PARALELO FORMADO
POR OTROS DOS CONDENSADORES DE 1 µF CADA UNO, COMO SE MUESTRA EN LA
FIGURA (INTERRUPTOR A ABIERTO). EN LOS EXTREMOS DEL CIRCUITO SE APLICA UNA
DIFERENCIA DE POTENCIAL DE 10 V.
C ALCULAR LA DIFERENCIA DE POTENCIAL ENTRE LAS PLACAS DE CADA
CONDENSADOR .
10 V
A
1 µF
1 µF
2 µF
S E DESCONECTA AHORA EL GENERADOR Y SE CIERRA EL INTERRUPTOR A, QUEDANDO LOS TRES
CONDENSADORES EN PARALELO . C ALCULAR DE NUEVO LAS DIFERENCIAS DE POTENCIAL ENTRE LAS
PLACAS DE LOS CONDENSADORES .
Rta.: 5 V; 0 )
MEDIANTE UN GENERADOR SE APLICA ENTRE LOS EXTREMOS A Y B DEL CIRCUITO DE
LA FIGURA UNA DIFERENCIA DE POTENCIAL DE 100 V. CALCULAR:
L A ENERGÍA SUMINISTRADA POR EL GENERADOR Y
3/2 µF 3/4 µF
A
1/2 µF
B
L A ENERGÍA ALMACENADA POR CADA CONDENSADOR .
Rta.:)
U N CONDENSADOR DE 1 U F SE CARGA A 1000 V MEDIANTE UNA BATERÍA . S E DESCONECTA DE LA
BATERÍA , Y SE CONECTA INMEDIATAMENTE A LOS EXTREMOS DE OTROS DOS CONDENSADORES ,
PREVIAMENTE DESCARGADOS , DE 2 Y 8 U F DE CAPACIDAD , RESPECTIVAMENTE ,
CONECTADOS ENTRE SI COMO SE MUESTRA EN LA FIGURA . C ALCULAR :
LA DIFERENCIA DE POTENCIAL ENTRE LAS PLACAS DEL PRIMER CONDENSADOR
1 F
DESPUÉS DE LA CONEXIÓN A LOS OTROS DOS .
2F
8 F
Rta :385 V
1.9 Bobina inductora
Un inductor es un circuito que consiste en un conductor arrollado alrededor de un núcleo (ya
sea de aire o de hierro). Con la corriente continua funciona como un conductor, oponiendo
una resistencia que depende de la resistencia total del alambre bobinado.
Se designa con la letra L y se denomina coeficiente de autoinducción o simplemente
inductancia. Se expresa en Henrios, utilizando submúltiplos como el mH y el micro henrio.
Símbolo
ASOCIACION DE BOBINAS
3. Bobinas en serie
Aplicando la ley de voltajes de Kirchoff: L = L1 + L2 + L3 +…. +LK
4. Bobinas en paralelo
1.
A1?
Si en el amperímetro A2 de la figura se lee 60 mA, cuál será la lectura del amperímetro
2.-Disponemos de tres resistencias de 24 W cada una. Calcula la resistencia equivalente si se
asocian de todas las maneras posibles. Resultado:
72, 36 y 8 W
3.-Razona si es verdadera o falsa la afirmación siguiente: si dos bombillas de 110 V y 75 W se
conectan en serie y el conjunto se alimenta con un generador de 220 V, la potencia luminosa
es la misma que con una bombilla de 220 V y 150 W conectada al mismo generador (supon el
mismo rendimiento luminoso para todas las bombillas).
4.-Tenemos dos bombillas con las características de voltaje y potencia siguientes: una con 110
V y 75 W, y otra con 220 V y 150 W.
a. Cuál tendrá una resistencia mayor?
b. Por cuál pasará más intensidad, suponiendo que cada una se conecte al voltaje adecuado?
5.-En el circuito de la figura el amperímetro A1 marca 100 mA, y el A3, 15 mA. Qué marcaran
los otros amperímetros?
6.-El voltímetro del circuito siguiente marca 2,5 V. Qué indican los amperímetros?
7.-El amperímetro del circuito de la figura indica 1,5 mA. Calcula la diferencia de potencial
entre los puntos A y B.
8.-En el circuito de corriente continua de la figura,
a. Calcula la intensidad que circula por cada rama.
b. Calcula la diferencia de potencial entre los puntos a y b (Va - Vb).
c. Si queremos sustituir las cuatro resistencias por una de sola, cuanto tendría que valer ésta?
9-En el circuito de la figura, la intensidad que circula por la resistencia de 8 W es de 1 A.
a. Qué intensidad circulará por cada una de las resistencias de 16 W?
b. Qué potencia se disipará por efecto Joule en la resistencia de 20 W?
c. Qué intensidad circulará por la resistencia de 6 W?
10.-Si la intensidad que circula por la resistencia de 5 W vale 1,25
a. Qué marcará el voltímetro de la figura?
b. Cuál es el valor de la resistencia R entre C y D?
c. Calcula la energía desprendida por la resistencia de 5 W en 1 hora y la energía
suministrada por el generador en este mismo tiempo.
11.-Encuentra la resistencia equivalente a la asociación de resistencias representada en este
dibujo.
12.- Para cada resistencia del circuito calcula:
a. La diferencia de potencial aplicada.
b. La intensidad que circula por ella.
2.0.-RESOLUCIÓN DE CIRCUITOS POR MALLAS
Muchas veces, en los circuitos eléctricos es necesario conocer la intensidad que circula por cada
elemento y la tensión en los bornes. Para determinar estos valores, la Ley de Ohm resulta
insuficiente y debemos recurrir a las leyes de Kirchoff.
Para poder trabajar con el método de Kirchoff, hemos de definir dos conceptos
imprescindibles: el nudo, rama , red plana, lazo y la malla.
1) NUDO: Es un punto de unión entre tres o más elementos del circuito.
2) RAMA: Es un elemento o grupo de elementos conectados entre dos nudos..
3) MALLA: En una red se denomina malla a cualquier trayecto cerrado que se tome en la
estructura circuital.
2.2.4.1.-ANALISIS DE CIRCUITOS RESISTIVOS. ANALISIS DE CIRCUITOS POR EL METODO DE
MALLA.
Leyes de Kirchoff
1ª Ley (Ley de los Nudos): “La suma algebraica de las corrientes que
circulan en cualquier nudo, es nula en cada instante”
• 2ª Ley (Ley de las Mallas): “La suma algebraica de todas las tensiones de
una malla, es nula en cada instante”
Análisis de circuitos. Métodos de Mallas.
1.- Encontrar el máximo número de mallas independientes
2.- En cada malla situar una corriente ficticia que recorra todas sus ramas. Por ejemplo sentido
de las agujas del reloj
3.- Se aplica la 2ª LK a cada una de las mallas.
4.-En el primer miembro de la ecuación, las fuentes cuyo terminal positivo coincida con el
sentido de la corriente serán valores positivos, y negativos las contrarias.
5.-En el segundo miembro, se suman las caídas de tensión correspondientes a la intensidad de
malla de la ecuación, y se restan las caídas de tensión producidas por el
resto de intensidades incógnitas en las resistencias común.
Ejemplo 1. Circuito de dos mallas
3.0.- CORRIENTRE ALTERNA
Se denomina corriente alterna (abreviada CA en español y AC en inglés) a la corriente eléctrica
en la que la magnitud y dirección varían cíclicamente.
La forma de onda de la corriente alterna más comúnmente utilizada es la de una onda senoidal
(figura 1), puesto que se consigue una transmisión más eficiente de la energía. Sin embargo, en
ciertas aplicaciones se utilizan otras formas de onda periódicas, tales como la triangular o la
cuadrada.
Naturalmente, para cambiar de un sentido a otro, es preciso que pase por cero, por lo que el
valor de la tensión no será el mismo en todos los instantes. A este tipo de corriente se le llama
CORRIENTE ALTERNA, y, por el mismo motivo, se habla de TENSION ALTERNA. La figura 3
muestra un ejemplo de corriente alterna.
La corriente contínua se abrevia con las letras C.C.(Corriente Continua) o D.C. (Direct Current),
y la alterna, por C.A. (Corriente Alterna) o A.C.(Alternated Current)
Onda senoidal
El valor de la corriente en cada instante es el VALOR INSTANTANEO. el número de alternancias
o ciclos que describe la corriente en un segundo se le llama FRECUENCIA y se expresa en c/s
(ciclos por segundo) o HERTZIOS (Hz). Los múltiplos más usuales del hertzio son:



KILOHERTZIO (KHz.) =. (1.000 Hz)
MEGAHERTZIO (KHz.) = (1.000.000 Hz)
GIGAHERTZIO (KHz.) = (1.000.000.000 Hz)
La frecuencia resulta ser la inversa del período:
1
f = --T
1
T = --f
Una señal senoidal, tensión, v(t), o corriente, i(t), se puede expresar matemáticamente según
sus parámetros característicos, como una función del tiempo por medio de la siguiente
ecuación:
Vi = Vmax .senω(t +β )
donde
Vmax es la amplitud en voltios o amperios (también llamado valor máximo o de pico),
ω la pulsación en radianes/segundo,
siendo f la frecuencia
t el tiempo en segundos, y
β el ángulo de fase inicial en radianesel ángulo de fase inicial en radianes.
Se adoptará β = 0
VALORES SIGNIFICATIVOS
A continuación se indican otros valores significativos de una señal senoidal:
Valor instantáneo (Vi)): Es el que toma la ordenada en un instante, t, determinado.Vi
Valor pico a pico (Vpp): Diferencia entre su pico o máximo positivo y su pico negativo.
Dado que el valor máximo de sen(x) es +1 y el valor mínimo es -1, una señal senoidal oscila
entre +Vmax y - Vmax. El valor de pico a pico, escrito como VP-P, es por lo tanto (+Vmax)-(Vmax) = 2×Vmax
Valor medio (Vmed): Valor del área que forma con el eje de abcisas partido por su
período. El área se considera positiva si está por encima del eje de abcisas y negativa si
está por debajo. Como en una señal senoidal el semiciclo positivo es idéntico al negativo,
su valor medio es nulo. Por eso el valor medio de una onda senoidal se refiere a un
semiciclo.Se puede demostrar que su expresión es la siguiente:
Vmed
=
2Vmax/pi
Valor eficaz (Vef):Se llama valor eficaz de una corriente alterna, al valor que tendría una
corriente continua que produjera la misma potencia que dicha corriente alterna, al aplicarla
sobre una misma resistencia.
Es decir, se conoce el valor máximo de una corriente alterna (I0).
Se aplica ésta sobre una cierta resistencia y se mide la potencia producida sobre ella.
A continuación, se busca un valor de corriente continua que produzca la misma potencia sobre
esa misma resistencia. A este último valor, se le llama valor eficaz de la primera corriente (la
alterna).
Para una señal sinusoidal, el valor eficaz de la tensión es:
y del mismo modo para la corriente
Ej: Corriente de 2Vpp (pico a pico) de amplitud, frecuencia 476'2 Hz (oscil/seg)