Diferencias entre CA y CC
La corriente alterna (CA) cambia de dirección periódicamente, mientras la corriente continua (CC) fluye en una sola dirección. El voltaje de la corriente en México es 127V CA a 60Hz.
Key point: La CA es más eficiente para transmitir energía a largas distancias, por eso se usa en hogares y industrias.
Los generadores de CA (como los de plantas eléctricas) son esenciales en notre infraestructura energética.
Componentes básicos de circuitos CA
Los componentes clave son resistencias (R), inductores (L) y capacitores (C). Cada uno afecta la corriente de manera diferente debido a su reactancia.
Ejemplo: Un circuito con un motor (inductivo) y un capacitor de arranque muestra cómo interactúan L y C para crear un campo magnético.
Es crucial entender que la impedance (Z) depende de la frecuencia, a diferencia de la resistencia.
Ley de Ohm para CA
En CA, V = IZ, donde Z es la impedance. Z se calcula como √(R² + (X_L - X_C)²), donde X_L y X_C son reactancias inductiva y capacitiva.
Advertencia: ¡No uses esta fórmula para CC! En CC, Z = R porque no hay reactancias. Confundirlas lleva a cálculos incorrectos.
Siempre verifica si un circuito es de CC o CA antes de aplicar leyes.
Conceptos clave de CA
La potencia en CA tiene dos componentes: real (P = VI cosφ) y reactiva (Q = VI sinφ). La primera hace trabajo real, la segunda no.
Definición: Factor de potencia (cosφ): relación entre potencia real y aparente. Un factor bajo indica ineficiencia en el uso de energía.
Empresas como CFE promueven mejoras en el factor de potencia para reducir costos energéticos.
Análisis de un circuito R-L-C
Calculemos Z para un circuito con R=20Ω, L=0.1H, C=100µF, a 60Hz. Primero, X_L = 2πfL = 37.7Ω, X_C = 1/(2πfC) = 265.26Ω.
$$Z = \sqrt{R^2 + (X_L - X_C)^2} = \sqrt{20^2 + (-227.56)^2} ≈ 228.4Ω$$
Este cálculo muestra cómo dominar la impedancia es vital para diseñar circuitos eficientes.
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