f_t_septima_edicion

Resumen
En los circuitos de ca hay tres elementos principales: el resistor,
el condensador y el inductor. El resistor resulta afectado
en la misma forma por la corriente de ca que en los circuitos
de cc, y la corriente está determinada por la ley de Ohm. El
condensador regula y controla el flujo de carga en un circuito
de ca; su oposición al flujo de los electrones se conoce como
reactancia capacitiva. El inductor está sujeto a una fem autoinducida
que añade una reactancia inductiva al circuito. El
efecto combinado de los tres elementos en su oposición a la
corriente eléctrica se llama impedancia. A continuación se resumen
los principales aspectos que conviene recordar.
• Cuando un condensador se está cargando, los valores instantáneos
de la carga Q y la corriente i se calculan mediante
Q = CVB(1 _ a-mc-
La carga aumentará en el condensador a 63% de su valor
máximo cuando la corriente que se le suministre disminuya
a 37% de su valor inicial, durante un periodo de una
constante de tiempo r.
= RC Constante de tiempo
Cuando un condensador está en proceso de descarga, los
valores instantáneos de la carga y la corriente se obtienen
mediante
Tanto la carga como la corriente disminuyen a 37% de
sus valores iniciales, después de descargar el componente
durante una constante de tiempo.
Cuando pasa corriente alterna por una bobina de alambre,
es decir, un inductor, surge una fem autoinducida que se
opone al cambio. Esta fem se calcula con
A t
Az/A?
Esta constante L se conoce como inductancia. Existe una
inductancia de un henry (H) si una fem de 1 V es inducida
por una corriente que cambia a razón de 1 A/s.
• El aumento y el descenso de la corriente en un inductor se
calculan a partir de
i = —r( 1 —e~(R/L>l)
VB
i = — e {R/L)'
R
Aumento de corriente
Descenso de la corriente
En un circuito inductivo, la corriente aumentará a 63% de
su valor máximo o descenderá a 37% de su valor máximo
en el transcurso de una constante de tiempo. En el caso de
un inductor, la constante de tiempo es
Puesto que las corrientes y los voltajes altemos varían
continuamente, hablamos de un ampere efectivo y un volt
efectivo que se definen en términos de sus valores máximos,
de la forma sisuiente:
4 f = 0.707;máx = 0.707«máx
Tanto los condensadores como los inductores ofrecen resistencia
al flujo de la corriente alterna (lo cual se conoce
como reactancia) que se calcula a partir de
XL = 2irfL
Xr = 277/C
Reactancia inductiva XL
Reactancia capacitiva Xc
El símbolo / se refiere a la frecuencia de la corriente alterna
en hertz. Un hertz equivale a un ciclo por segundo.
El voltaje, la corriente y la resistencia en un circuito ca en
serie se estudian con ayuda de diagramas de fasores. En
la figura 32.12 se muestra un diagrama para X , XL y R.
La resultante de esos vectores es la resistencia efectiva de
todo el circuito, conocida como la impedancia Z.
Z = R2 + (XL —Xc)2 Impedancia
Si aplicamos la ley de Ohm a cada una de las partes del
circuito y después al circuito completo, obtenemos las
siguientes ecuaciones útiles. Primero, el voltaje total se
calcula como sigue
y = V v | + (VL - Vc)2
VR = iR
vc = íxc
y = íVr2+ (XL - Xcf
Vl = iXL
y = íz
Voltaje
Ley de Ohm
• Por el hecho de que el voltaje se adelanta a la corriente
en un circuito inductivo y se retrasa respecto a ella en un
circuito capacitivo, los voltajes y las corrientes máximos
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