Introducción a la corriente alterna
La corriente alterna (CA) cambia de dirección periódicamente, a diferencia de la corriente continua (CC) que fluye en una dirección constante.
Definición: Corriente alterna: Corriente eléctrica que varía su magnitud y dirección con el tiempo, generalmente en forma sinusoidal.
En México, la corriente alterna doméstica tiene una frecuencia de 60 Hz y un voltaje de 127 V o 220 V.
- Frecuencia: 60 Hz en América del Norte.
- Voltaje: 127 V o 220 V en hogares mexicanos.
Componentes de un circuito de CA
Los circuitos de CA incluyen resistencias, inductancias y capacitancias, que se comportan de manera diferente a los de CC.
Ejemplo: Un circuito con una resistencia y un condensador en serie.
La impedancia (Z) es la oposición total al flujo de corriente alterna.
| Componente | Símbolo | Unidad |
|---|---|---|
| Resistencia | R | Ohmios (Ω) |
| Inductancia | L | Henrios (H) |
Ley de Ohm para CA
En CA, la ley de Ohm se modifica para incluir la impedancia: \(V = I \cdot Z\), donde Z es la impedancia.
$$Z = \sqrt{R^2 + (X_L - X_C)^2}$$
Donde \(X_L\) es la reactancia inductiva y \(X_C\) es la reactancia capacitiva.
- Calcular la reactancia inductiva: \(X_L = 2\pi f L\).
- Calcular la reactancia capacitiva: \(X_C = \frac{1}{2\pi f C}\).
Potencia en circuitos de CA
La potencia en CA tiene tres componentes: activa (P), reactiva (Q) y aparente (S).
Key point: La potencia activa es la que realmente se consume, medida en vatios (W).
Por ejemplo, en un circuito con una resistencia de 100 Ω y una corriente de 2 A, la potencia activa es \(P = I^2 R = 400 W\).
- Potencia activa (P): \(P = I^2 R\)
- Potencia reactiva (Q): \(Q = I^2 X\)
Resonancia en circuitos de CA
La resonancia ocurre cuando la reactancia inductiva y capacitiva se cancelan, haciendo que la impedancia sea mínima y la corriente máxima.
Advertencia: La resonancia puede causar sobrecalentamiento y daños en los circuitos si no se controla.
La frecuencia de resonancia es \(f_r = \frac{1}{2\pi \sqrt{LC}}\).
- Identificar la inductancia (L) y capacitancia (C).
- Calcular \(f_r\).
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