Voltaje y Corriente en AC Pablo Andrés Achig Santamaría I smael Ram Ramiro Pill Pi llajo ajo Tip Tipantuña antuña F rancisco Andrés Gómez Pine Pi neda da Universidad Politécnica Salesiana Quito, Ecuador
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Abstract – En la INT I NTROD RODUC UCCI CI ON tratarem trataremos temas relacionados al voltaje y corriente en AC que son fundamentales para el entendim ndimiento de los temas tratados tratados. En los METODOS trataremos temas relacionados con la medición de voltaje, corriente y potencia en un circuito AC. En los los RESU RE SUL L TADOS TA DOS tratare trataremos temas relacionad relaci onados os con los diagramas diagramas fasoriales fasori ales que repres represe entan la la onda sinusoidal sinusoidal de la corriente AC. En la l a DI SCUSI SCU SION ON tratarem trataremos te temas rel relacionado acionados s con con la la importancia que representa estudiar la corriente en AC y sus respe respectivos circui circuitos tos En las l as REF RE F E RENC RE NCII AS tratarem trataremos temas relacionado relacionados s con con los libros de apoyo con los cuales nos podremos guiar para reforzar nuestro estudio referente al voltaje y corriente en AC.
I.
F ig. 1 Circuito Cir cuito deun Generad Generador or AC AC
INTRODUCCIÓN
Realizar el estudio del Voltaje, la Corriente y el análisis de una señal en AC, además comprender los significados de potencia instantánea instantánea y valores efectivos de voltaje y corriente, es importante analizar los circuitos en AC ya que conoceremos la variación de esta corriente la cual comúnmente muestra una oscilación sinusoidal. También es importante conocer los diagramas fasoriales de cada una de las respectivas magnitudes magnitudes como es el voltaje, la corriente y la potencia. Conoceremos también ciertos parámetros que definen a la corriente en AC como son la frecuencia y el periodo II.
METODOS
1.-Suponga que se dispone de un generador de AC, que tiene tiene una sali salida de de onda onda senoidal noidal en sus terminal rminales es A y B, fíj fí jese en la la Fi F igura 1. 1. El E l val valor pico pico de del vol voltaje de sal salida es 50 voltios.
F ig. 2 Simulación de una Onda Onda Senoidal Senoidal [V] [ V] de un Generador AC AC
F ig. 3 Simulación dela Medición deVoltaje de un Generador AC
2.-Si se tiene una resistencia de carga de 2Ω y se lo conecta a las terminales del generador como se indica en la Figura 4, se tendrá un flujo de corriente.
F ig.7 Simulación de la Medición de Potencia de un Generador AC
III.
Fig. 4 Circuito de un Generador AC con una Resistencia de Carga
F ig. 5 Simulación de una Onda Senoidal [I ] de un Generador AC
F ig.6 Simulación de la M edición de Voltaje y Corrientedeun Generador AC
3.-Señale los puntos de potencia instantánea sobre la misma grafica, para esto utilice la escala derecha, 0-5000 watts luego trace una curva continua que pase por los puntos graficados e identifique esta curva potencia con la letra “p”.
RESULTADOS
1.-En la grafica de la Figura 8 marque los puntos de voltaje en intervalos de 15° (empezando desde 0° hasta 360°). Trace una curva continua que pase por los puntos graficados e identifique esta curva de voltaje con la letra “e”. Rotación Angular 0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 195 210 225 240 255 270 285 300 315 330 345 360
e =Vp* sen()
[V]
e =50* sen( ) e =50* sen() e =50* sen() e =50* sen() e =50* sen() e =50* sen() e =50* sen() e =50* sen() e =50* sen() e =50* sen() e =50* sen() e =50* sen() e =50* sen() e =50* sen() e =50* sen() e =50* sen() e =50* sen() e =50* sen() e =50* sen() e =50* sen() e =50* sen() e =50* sen() e =50* sen() e =50* sen() e =50* sen()
0 12.94 25 35.35 43.30 48.29 50 48.29 43.30 35.35 25 12.94 0 - 12.94 - 25 - 35.35 - 43.30 - 48.29 - 50 - 48.29 - 43.30 - 35.35 - 25 - 12.94 0
Tabla. 1 Resultados de la Onda Senoidal de Voltaje
2.- Si se conoce la polaridad del voltaje instantáneo y el valor de e cada 30° (aplicando la ecuación i=e/R), calcule y anote el valor de la corriente instantánea cada 30°. Indicar la polaridad de la corriente (su sentido). Rotación Angular 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360
i =e / R
[A]
i =0 / 2 Ω i =25 / 2 Ω i =43.30 / 2 Ω i =50 / 2 Ω i =43.30 / 2 Ω i =25 / 2 Ω i = 0 / 2 Ω i = - 25 / 2 Ω i = - 43.30 / 2 Ω i = - 50 / 2 Ω i = - 43.30 / 2 Ω i = - 25 / 2 Ω i = 0 / 2 Ω
0 12.5 21.65 25 21.65 12.5 0 - 12.5 - 21.65 - 25 - 21.65 - 12.5 0
F ig. 8 Grafica Excel Voltaje Vs Corriente
Tabla. 2 Resultados de la Onda Senoidal de Corriente
3.-Considerando que la potencia eléctrica en watts, es el producto del voltaje por la corriente, calcule la potencia instantánea (p) suministrada a la resistencia de 2Ω, cada 30°. Rotación Angular 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360
p =e * i
[W]
p =0 * 0 p =25 * 12.5 p =43.30 * 21.65 p =50 * 25 p =43.30 * 21.65 p =25 * 12.5 p =0 * 0 p = - 25 * - 12.5 p = - 43.30 * - 21.65 p = - 50 * - 25 p = - 43.30 * - 21.65 p = - 25 * - 12.5 p =0 * 0
0 312.5 937.44 1250 937.44 312.5 0 312.5 937.44 1250 937.44 312.5 0
Tabla. 3 Resultados de la Onda de Potencia
F ig. 9 Grafica Excel Potencia
4.-F íjese en la grafica trazada responda ¿Cuál es la máxima potencia instantánea (de pico) suministrada a la carga? ¿Cuál cree que es la potencia media (la potencia que la resistencia de carga disipara en forma de energía calórica) suministrada a la carga?
P max = 1250 [W] P min = 0 [W] 45° e = 50 * sen (45 °) = 35.35 [V] 45° i = 35.35 /2 = 17.67 [A] 45° p = 35.35 * 17.67 = 625 [W] P RL = 625 [W] 5.-Si quisiera aplicar la misma potencia con DC ¿Qué voltaje en DC necesitara? Para saber esto es necesario conocer una relación. Vrms =Vp * 0,707
Vrms = 50 * 0,707 = 35.35 [V]
[1]
6.-La misma consideración se debe tomar para la corriente. Irms =I p * 0,707
Irms = 25 * 0,707 = 17.67 [A] IV.
[2]
DISCUSION
Mediante los respectivos análisis de voltaje, corriente y potencia pudimos observar grafica y analíticamente los parámetros que componen una señal en AC. Con los diagramas fasoriales podemos darnos cuenta del desfase que existe entre las magnitudes de voltaje, corriente y potencia y sobre todo de la relación que existe entre ellas. La forma onda Sinusoidal no da una apreciación más clara de la corriente en AC ya que con el respectivo grafico podemos observar la variación q existe en una onda sinusoidal.
V.
REFERENCIA
[1] Allan H. Robbins, Wilhelm C. Miller, Dan Oja. Análisis de Circuitos Teoría y Práctica .Cuarta Edición. Fundamentos de CA Onda Sinusoidal. 468-475. [2] JHONSON, DAVID, “Análisis Básico de Circuitos Básicos”, Q uinta Edición, Editorial .PrenticeHall. Análisis de Circuitos en CA.
