Cuáles son las Características y las definiciones de una onda senoidal Onda senoidal representa el valor de la tensión de la Corriente alterna a través de un tiempo continuamente variable, en un par de ejes cartesianos marcados en amplitud y tiempo. Responde a la corriente de canalización generada en las grandes plantas eléctricas del mundo. También responden a la misma forma, todas las corrientes destinadas a generar los campos electromagnéticos de las ondas de radio.
Características fundamentales de las magnitudes senoidales I En los circuitos e instalaciones de corriente alterna (AC), tanto las tensiones como las corrientes son ondas senoidales. Esto quiere decir que la tensión entre dos puntos cambia constantemente de polaridad y que la intensidad por un conductor cambia constantemente de sentido. Los valores característicos de las ondas senoidales son los siguientes, y son aplicables tanto a tensiones como a corrientes. Amplitud (Vmax; Imax): es el valor máximo instantáneo de la senoidal. La amplitud positiva y negativa son iguales pero con signo contrario.
Cuál es la dirección y las polaridades definidas Las ondas pueden tener diferentes formas. Una onda senoidal tiene este aspecto. Es una onda periódica, es decir, que se repite siempre de la misma manera. Para simplificar, nos concentraremos básicamente en las ondas periódicas. Como todas las ondas, tiene una parte positiva y otra negativa, que en este caso son lo mismo pero en versión invertida. Un ciclo de una onda es la parte más pequeña de una onda que se repite, y que consta de un ciclo positivo y uno negativo. A un ciclo de onda también se le denomina forma de onda (en inglés, waveform). Los ciclos de todas las ondas empiezan en cero y terminan en cero. En el medio también pasa por cero, y es cuando pasa de signo positivo a negativo. Otro parámetro de una onda es su frecuencia, que es el número de ciclos que suceden en un segundo. Se mide en Hercios (en inglés Hertz), abreviado Hz, que es la unidad de ciclos por segundo, en honor del ?Hertz. Al tiempo que dura un ciclo se le denomina periodo, y es lo opuesto de la frecuencia, y se mide en segundos por ciclo, aunque normalmente se sobreentiende el ciclo y se habla sólo de los segundos (o una fracción de éstos, tal como milisegundos o microsegundos).
Cuál es el Formato matemático general para el voltaje y la corriente senoidales Formato matemático general para el voltaje y la corriente senoidal El siguiente gráfico aclara el concepto:
En este caso el gráfico muestra el voltaje (que es también alterno) y tenemos que la magnitud de éste varía primero hacia arriba y luego hacia abajo (de la misma forma en que se comporta la corriente) y nos da una forma de onda llamada: onda senoidal. El voltaje varía continuamente, y para saber que voltaje tenemos en un momento específico, utilizamos la fórmula; V = Vp x Seno (Θ) donde Vp = V pico (ver gráfico) es el valor máximo que obtiene la onda y Θ es una distancia angular y se mide en grados
Cual son las Relaciones de fase Fase de una onda en un instante determinado es la fracción de periodo que ha transcurrido desde el instante correspondiente al valor o estado que se tome como referencia. Cada pudo de un ciclo de una onda periódica define un estado o fase de la misa y cada fase se repite a intervalos de un periodo.
Como se realizan las Mediciones de fase Para realizar esta medición se emplean 2 señales, una para producir un barrido horizontal y otra para producir una deflexión vertical. La condición para este método es las dos señales sean senoidales puras y que la relación de frecuencia entre las mismas sea un numero entero a fin de poder observar una figura estática.
Que son los Valores promedios El valor promedio de un ciclo completo de voltaje o corriente es cero (0). Si se toma en cuenta solo un semiciclo (supongamos el positivo) el valor promedio es: VPR = VPICO x 0.636 La relaciรณn que existe entre los valores RMS y promedio es: VRMS = VPR x 1.11 VPR = VRMS x 0.9 Ejemplo: Valor promedio de sinusoide = 50 Voltios, entonces: VRMS = 50 x 1.11 = 55.5 Voltios VPICO = 50 x 1.57 Voltios = 78.5 Voltios Resumiendo en una tabla
Notas: El valor pico-pico es - Valor RMS = Valor eficaz = Valor efectivo
2
x Valor
pico
Que son los Valores efectivos Cuando especificamos corrientes y voltajes de c-a, queremos decir el valor eficaz, a menos que se especifique otra cosa.
Como los voltajes alternos causan que las corrientes alternas fluyan, la relaciรณn entre valores efectivos y mรกximo de la FEM es la mรกxima como para la corriente. El valor efectivo o eficaz (E) de una FEM de onda seno es 0.707 veces el valor mรกximo.
Cuando se especifique una corriente o voltaje alterno, siempre es el valor eficaz el que se especifica, a menos que exista una declaración definida de lo contrario. Debe aclararse que todos los medidores, a menos que se marque lo contrario, muestran valores eficaces de corriente y voltaje.
Cuál es la aplicación de la corriente alterna Producción y transporte de la energía eléctrica • 1-Generadores y motores más baratos y eficientes, y menos complejos • 2-Posibilidad de transformar su tensión de manera simple y barata (transformadores) • 3-Posibilidad de transporte de grandes cantidades de energía a largas distancias con un mínimo de sección de conductores ( a alta tensión) • 4-Posibilidad de motores muy simples, (como el motor de inducción asíncrono de rotor en cortocircuito) • 5-Desaparición o minimización de algunos fenómenos eléctricos indeseables (magnetización en las maquinas, y polarizaciones y corrosiones electrolíticas en pares metálicos) La corriente continua, presenta la ventaja de poderse acumular directamente, y para pequeños sistemas eléctricos aislados de baja tensión, (automóviles) aún se usa (Aunque incluso estos acumuladores se cargan por alternadores) Actualmente es barato convertir la corriente alterna en continua (rectificación) para los receptores que usen esta última (todos los circuitos electrónicos).
Forma de onda Si se pudiera contar cuantos ciclos de esta señal de voltaje suceden en un segundo tendríamos: la frecuencia de esta señal, con unidad de ciclos / segundo, que es lo mismo que Hertz o Hertzios.
Osciloscopio Un osciloscopio es un instrumento de visualización electrónico para la representación gráfica de señales eléctricas que pueden variar en el tiempo. Es muy usado en electrónica de señal, frecuentemente junto a un analizador de espectro. Presenta los valores de las señales eléctricas en forma de coordenadas en una pantalla, en la que normalmente el eje X (horizontal) representa tiempos y el eje Y (vertical) representa tensiones. La imagen así obtenida se denomina oscilograma. Suelen incluir otra entrada, llamada "eje THRASHER" o "Cilindro de Mehmet" que controla la luminosidad del haz, permitiendo resaltar o apagar algunos segmentos de la traza
Periodo
El tiempo necesario para que un ciclo de la señal anterior se produzca, se llama período (T) y tiene la fórmula: T = 1 / f, o sea el período (T) es el inverso de la frecuencia. (f). Este término se utiliza regularmente para designar el intervalo de tiempo necesario para completar un ciclorepetitivo, o simplemente el espacio de tiempo que dura algo.
RADIAN El radián es la unidad de ángulo plano en el Sistema Internacional de Unidades. Representa el ángulo central en una circunferencia y abarca un arco cuya longitud es igual a la del radio. Su símbolo es rad. Hasta 1995 tuvo la categoría de unidad suplementaria en el Sistema Internacional de Unidades, junto con el estereorradián. A partir de ese año, y hasta el momento presente, ambas unidades figuran en la categoría de unidades derivadas
Valor efectivo Se define como el valor de una corriente (o tensión) continúa que produce los mismos efectos calóricos que su equivalente de alterna. Es decir que para determinada corriente alterna, su valor eficaz (Ief) será la corriente continua que produzca la misma disipación de potencia (P) en una resistencia(R). Matemáticamente, el valor eficaz de una magnitud variable con el tiempo, se define como la raíz cuadrada de la media de los cuadrados de los valores instantáneos alcanzados durante un período
Valor instantáneo Es el que toma la ordenada (tensión o intensidad) en un instante, t, determinado.
Valor de pico En electricidad y electrónica, se denomina valor de pico (A0) de una corriente periódica a la amplitud o valor máximo de la misma. Para corriente también se tiene el valor de pico a pico (App), que es la diferencia entre su pico o máximo positivo y su pico negativo Si se tiene un voltaje RMS y se desea encontrar el voltaje pico: VPICO = VRMS / 0.707
Valor pico a pico El valor pico-pico es 2 x Valor pico. Es el valor máximo que toma la onda y que conocemos como Amplitud
Valor promedio (Amed): Valor del área que forma con el eje de abscisas partido por su período. El valor medio se puede interpretar como el componente de continua de la oscilación sinusoidal. El área se considera positiva si está por encima del eje de abscisas y negativa si está por debajo. Como en una señal sinusoidal el semiciclo positivo es idéntico al negativo, su valor medio es nulo. Por eso el valor medio de una Oscilación sinusoidal se refiere a un semiciclo. Mediante el cálculo integral se puede demostrar que su expresión es la siguiente; •
Valor RMS El valor efectivo, eficaz o rsms de una onda cero, que designaremos como Vrms o Irms, o simplemente como V o I (en mayúscula), es el valor de voltaje o corriente continua (cc) que produce sobre una resistencia la misma disipación de potencia que la onda. Se obtiene extrayeno la raíz carada del romedio de los cuadrados de todos los valores instantáneos que adopta la onda durante un ciclo, de donde sse deriva el nombre rms (root-mean-square: raíz media cuadrada
Velocidad angular La velocidad angular es una medida de la velocidad de rotación. Se define como el ángulo girado por una unidad de tiempo y se designa mediante la letra griega ω. Su unidad en el Sistema Internacional es el radián por segundo (rad/s). Aunque se la define para el movimiento de rotación del sólido rígido, también se la emplea en la cinemática de la partícula o punto material, especialmente cuando esta se mueve sobre una trayectoria cerrada (circular, elíptica, etc).
Vom El multímetro es un instrumento de medición muy conocido también con los nombres: VOM (Voltios, Ohmios, Miliamperímetro), Tester, Polímetro. En la actualidad hay multímetros con capacidad de medir muchas otras magnitudes. (Capacitancia, frecuencia, temperatura, etc.). Este instrumento de medida, por su precio y su exactitud sigue siendo el preferido del aficionado o profesional en electrónica. Existen otros instrumentos como el osciloscopio que tiene un precio más alto y se utiliza para realizar mediciones más informativas.