12.1 Ventajas de la CA

2. 12.1 Ventajas de la CA • Los primeros generadores eran Dinamos (DC). • Principal problema: • Mantenimiento de colector y escobillas. • No se podía transportar a grandes distancias. Para elevar la tensión  Trafo ¿Funciona en DC? • ¿Podemos generar CA SIN colector ni escobillas? • Rotor de imanes permanentes. • En las bobinas del estator se induce una tensión. • Además al Genera CA  Se puede elevar  Trafo.

3. 12.2 Producción de Corriente Alterna • Un alternador elemental consta de: • Un campo Magnético (Imanes). • Conductor (espiras) girando dentro del campo magnético. • Al girar se induce una tensión en extremos de la bobina. • La tensión se lleva a unos anillos “colector” que giran con la bobina. • A través de unas pastillas de carbón (escobillas) podemos conectar una carga.

4. 12.2 Producción de Corriente Alterna

5. 12.2 Producción de Corriente Alterna • En la práctica los conductores permanecen fijos y lo que gira es el campo magnético. • De esta forma eliminamos el colector de delgas y las escobillas.

6. 12.3 Valores Característicos de CA • Valor Instantáneo: • Umax·senωt • Valor Eficaz: • Es la que medimos con el multímetro. • Es un valor intermedio equivalente a una tensión continua del mismo valor. • Valor medio: • En CA nulo. Un ciclo anula al otro. • Periodo: (T = segundos) Tiempo que tarda en terminar un ciclo. • En el Generador elemental es el tiempo que tarda en dar una vuelta. • Frecuencia: f(Hz) • Nº de ciclos que tenemos durante un segundo.

7. Ejercicios

8. Ejercicios

9. Tipos de Ondas ALTERNAS CONTINUAS ¿CC o CA?

10. Ejercicios • Una corriente alterna tiene una frecuencia de 25 Hz, calcular: • Su periodo (T). • El tiempo que tarda en realizar la mitad de un ciclo. • Dibujar la señal senoidal si ajustamos la base de tiempo a 5 ms. • Una corriente alterna senoidal tiene un valor máximo de 20 A, ¿Cuál será su valor al medir esta intensidad con el multímetro?. • ¿Cuál será la tensión máxima que deberá soportar un aislador que separa dos puntos sometidos a una tensión alterna senoidal de valor eficaz 30 kV?. • Indicar: f; VMAX; Vef; T. de las siguientes señales. TimBase:1ms Volts/Div:2 TimBase:2ms Volts/Div:20

11. Tabla resumen Receptores CA

12. 12.4 Receptores en CA: Resistencia • ¿Qué tipo de receptores son resistivos? • Estufas. • Bombillas incandescentes. • Un receptor resistivo se comportará de igual forma que en corriente continua. • Por lo tanto cuando la tensión aumente, también lo hará la intensidad. • Se cumple:

13. 12.4 Receptores en CA: Resistencia • Se dice que la corriente y la tensión están en fase Diagrama Vectorial

14. 12.4 Receptores en CA: Resistencia • Si calculamos la potencia (U·I) en cada instante se observa que siempre es positiva. • Esto quiere decir que absorbe energía del generador. Actúa igual que en DC. A esta potencia consumida Se le llama POTENCIA ACTIVA Símbolo: P Unidad: vatio (W)

15. 12.4 Receptores en CA: Bobina en CA • Se dice que la intensidad está retrasada respecto a la tensión. • ¿Cuánto se retrasa? • En una bobina pura (NO REAL) el defase es de 90º.

16. 12.4 Receptores en CA: Bobina en CA • Reactáncia Inductiva: • Hemos visto que la “resistencia” que ofrece una bobina depende de la frecuencia. • Este fenómeno depende también de la autoinducción (L). A mayor (L) mayor oposición al paso de la corriente. • A esta oposición se le llama Reactancia Inductiva. • XL= 2·π·f·L • Se mide en Ohmios (Ω). • f= Frecuencia en Hercios (Hz). • L= coeficiente de Autoinducción en Hénrrios (H) • La corriente que circula por una bobina se puede calcular:

17. 12.4 Receptores en CA: Bobina en CA • La potencia activa es nula en una bobina pura. • Pero sus constantes cargas y descargas hacen que consuma otro tipo de potencia. • Una bobina pura consume potencia reactiva QL.

18. 12.4 Receptores en CA: Bobina en CA

20. 12.4 Receptores en CA: Condensador • Los condensadores no son tan habituales en las instalaciones. ¿Principales aplicaciones?: • Pero son muy útiles para atenuar los efectos del consumo de potencia reactivas inductivas. • También es habitual verlos junto a motores (arranque). • ¿Qué sucede con la U e I si conectamos un condensador en DC? • El condensador se va cargando (aumenta su tensión). • La corriente circula por el circuito solo durante la carga. • Se dice que el condensador no permite el paso de la corriente continua. • ¿Y si ahora lo conectamos a CA? • En CA fluye una corriente. • Si conectamos un vatímetro (condensador puro) la lectura será cero (Potencia Activa).

21. 12.4 Receptores en CA: Condensador • En un condensador (puro) la corriente va adelantada 90º respecto a la tensión.

22. 12.4 Receptores en CA: Condensador • Reactáncia capacitiva: • Hemos comprobado que la corriente fluye constantemente al conectar un condensador a CA. • Esto se debe a las constantes cargas y descargas. • Esta corriente será mayor cuanto mayor sea la capacidad del condensador (C=faradios) y más rápidas sean las cargas y descargas (frecuencia). • OJO: La corriente NO atraviesa el dieléctrico del condensador, sino que fluye a traves de lso conductores que lo alimentan.

23. 12.4 Receptores en CA: Condensador • Potencia en un Condensador: • Al igual que en la bobina en un condensador (puro) el consumo de potencia activa (W) es cero. • Al principio el condensador se carga de energía en forma de carga electroestática. • Después el condensador devuelve esta energía. • Pero al igual que las bobinas un condensador SI que consume Potencia Reactiva Qc.

24. 12.4 Receptores en CA: Condensador • Potencia Reactiva: • La Qc es negativa respecto a la de la bobina. • Por lo tanto compensa los efectos de las bobinas.

25. Ejercicio

26. Solución

27. Tabla resumen

28. El efecto del condensador puede compensar los efectos perjudiciales de bobinas en: Motores, Lámparas de Descarga… Lo veremos más adelante: COMPENSACIÓN del FACTOR DE POTENCIA