Fundamentos de Circuitos de Corriente Alterna: Conceptos Clave y Aplicaciones

1. Define:

• Valor eficaz de una magnitud alterna sinusoidal: Medida cuadrática de los valores instantáneos de la FEM a lo largo de un periodo.
• Frecuencia: Número de periodos por segundo.
• Factor de potencia de un receptor: Relación entre la potencia activa y la potencia aparente.
• Sistema trifásico equilibrado de intensidades: Las intensidades que toman de los hilos de la línea los receptores trifásicos equilibrados, conectados tanto en estrella como en triángulo, están desfasadas el ángulo j.
• Potencia activa y reactiva: La potencia neta absorbida por el dipolo y transformada en otro tipo de energía. La potencia reactiva no se transforma en otro tipo no eléctrico, sino que se toma y devuelve al circuito alternativamente, no puede considerarse como una potencia en su sentido físico.

2. Valores asociados a una onda alterna sinusoidal: frecuencia, pulsación (w), periodo (Tiempo de 1 onda), amplitud (valor máximo que alcanza la FEM en cada semiperiodo), valor eficaz, ángulo de fase (que para t=0 se llama fase inicial). Dibuja el diagrama cartesiano y vectorial de dos ondas sinusoidales de la misma pulsación y diferente amplitud, desfasadas 60°.

3. Expresión simbólica de la ley de Ohm (IxZ=U) y de las leyes de Kirchhoff:

1. Dado un nudo en el que concurren n corrientes alternas sinusoidales de la misma pulsación: la suma de los valores eficaces complejos de las intensidades que conducen a un nudo es nula.
2. En una malla cerrada: la suma de los valores eficaces complejos de las tensiones sinusoidales aplicadas a las ramas de una malla cerrada es 0.

4. Potencia eléctrica media e instantánea a lo largo de un periodo en una resistencia R (L o C) conectada a una FEM alterna sinusoidal. Representación cartesiana. Sea un dipolo pasivo formado por R, L, C. Al aplicar una tensión se establece una corriente de régimen permanente. La potencia es en cada instante igual al producto de los valores instantáneos de la tensión y la intensidad. La potencia media en un periodo es: la potencia neta absorbida y transformada en otro tipo de energía.

5. Explica la corrección del factor de potencia en un circuito de corriente alterna monofásica, utilizando el diagrama de tensiones e intensidades. ¿Cuáles son las ventajas que implica la mejora del factor de potencia? Suponiendo una instalación receptora compuesta por un conjunto de dipolos, para una potencia activa dada P=UIcosφ. Cuanto mayor sea el cosφ, menor la demanda y menor la pérdida de potencia por efecto Joule.

10. Qué relación hay entre las intensidades de línea de un receptor trifásico equilibrado conectado primero en estrella y luego en triángulo. Dibuja el diagrama vectorial correspondiente. Las intensidades que toman de los hilos de la línea los receptores trifásicos equilibrados, conectados en estrella o triángulo, estaban desfasados el ángulo φ respecto a las tensiones estrelladas.