Flashcards - Circuitos de Corriente Alterna
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¿Qué es la corriente alterna y cuál es su principal ventaja sobre la corriente continua?
La corriente alterna (CA) es una corriente eléctrica que cambia periódicamente de dirección y magnitud.
Ventaja principal: Puede transportarse a grandes distancias a tensiones muy elevadas y corrientes bajas para reducir las pérdidas de energía por efecto Joule.
¿Qué son los valores eficaces de corriente y voltaje?
Los valores eficaces son los valores equivalentes en corriente continua que producirían el mismo efecto de calentamiento en una resistencia:
¿Qué es la reactancia inductiva y cómo se calcula?
La reactancia inductiva (\(X_L\)) es la oposición que presenta un inductor al paso de corriente alterna:
Donde \(L\) es la inductancia y \(f\) es la frecuencia.
¿Qué es la reactancia capacitiva y cómo se calcula?
La reactancia capacitiva (\(X_C\)) es la oposición que presenta un capacitor al paso de corriente alterna:
Donde \(C\) es la capacitancia y \(f\) es la frecuencia.
¿Cómo se relacionan la corriente y el voltaje en un resistor, inductor y capacitor en circuitos de CA?
Resistor: Corriente y voltaje están en fase
Inductor: El voltaje adelanta a la corriente en 90°
Capacitor: El voltaje se retrasa respecto a la corriente en 90°
¿Qué es un transformador y cómo funciona?
Un transformador es un dispositivo que permite aumentar o disminuir el voltaje en un circuito de CA sin pérdida apreciable de potencia.
Funciona mediante inducción electromagnética entre dos bobinas (primario y secundario) acopladas magnéticamente.
¿Qué establece la relación de transformación en un transformador?
La relación de transformación establece que:
Donde \(V_1\) y \(V_2\) son los voltajes en primario y secundario, y \(N_1\) y \(N_2\) son el número de vueltas en cada bobina.
¿Qué es un circuito LC y cómo se comporta?
Un circuito LC está formado por un inductor (L) y un capacitor (C) conectados. Presenta oscilaciones electromagnéticas con frecuencia natural:
La energía oscila entre el campo eléctrico del capacitor y el campo magnético del inductor.
¿Qué es un circuito LCR y cómo se diferencia de un circuito LC?
Un circuito LCR incluye además una resistencia (R). La resistencia causa amortiguamiento en las oscilaciones, disipando energía en forma de calor.
Si R es pequeña, las oscilaciones son subamortiguadas; si R es grande, pueden ser sobreamortiguadas.
¿Qué son los fasores y para qué se utilizan en circuitos de CA?
Los fasores son vectores bidimensionales que representan magnitudes sinusoidales.
Se utilizan para simplificar el análisis de circuitos de CA, permitiendo sumar corrientes y voltajes con diferentes fases mediante suma vectorial.
¿Qué es la impedancia en un circuito de CA y cómo se calcula para un circuito RLC en serie?
La impedancia (Z) es la oposición total que presenta un circuito al paso de corriente alterna:
Donde R es la resistencia, \(X_L\) es la reactancia inductiva y \(X_C\) es la reactancia capacitiva.
¿Qué es la resonancia en un circuito RLC?
La resonancia ocurre cuando \(X_L = X_C\), lo que hace que la impedancia sea mínima (\(Z = R\)) y la corriente máxima.
La frecuencia de resonancia es:
¿Qué es el factor de potencia en un circuito de CA?
El factor de potencia es \(\cos \delta\), donde \(\delta\) es el ángulo de fase entre el voltaje y la corriente.
Indica qué fracción de la potencia aparente es potencia real. En resonancia, el factor de potencia es 1.
¿Qué es el factor Q (calidad) de un circuito resonante?
El factor Q mide la selectividad o agudeza de un circuito resonante:
Donde \(\Delta f\) es el ancho de banda a media potencia.
¿Por qué se utilizan altos voltajes en la transmisión de energía eléctrica?
Se utilizan altos voltajes para reducir la corriente necesaria para transmitir una potencia dada (\(P = VI\)), minimizando así las pérdidas por efecto Joule (\(P_{\text{pérdida}} = I^2 R\)) en las líneas de transmisión.
¿Qué es la potencia aparente, real y reactiva en circuitos de CA?
Potencia aparente (S): \(VI\), en VA
Potencia real (P): \(VI \cos \delta\), en W
Potencia reactiva (Q): \(VI \sin \delta\), en VAR
Se relacionan como: \(S^2 = P^2 + Q^2\)
¿Cómo se calcula la potencia media en un circuito de CA resistivo puro?
En un circuito puramente resistivo, la potencia media es:
¿Qué sucede con la potencia en inductores y capacitores ideales en CA?
En inductores y capacitores ideales, la potencia media es cero.
Esto se debe a que almacenan energía durante una parte del ciclo y la devuelven durante la otra parte, sin disipación neta.
¿Qué es un filtro pasa-baja y cómo funciona?
Un filtro pasa-baja permite el paso de señales de baja frecuencia mientras atenúa las de alta frecuencia.
Un ejemplo es un circuito RC donde el voltaje de salida se toma del capacitor. A bajas frecuencias, \(X_C\) es grande y pasa la señal; a altas frecuencias, \(X_C\) es pequeña y la atenúa.
¿Qué es un filtro pasa-alta y cómo funciona?
Un filtro pasa-alta permite el paso de señales de alta frecuencia mientras atenúa las de baja frecuencia.
Un ejemplo es un circuito RC donde el voltaje de salida se toma de la resistencia. A altas frecuencias, \(X_C\) es pequeña y pasa la señal; a bajas frecuencias, \(X_C\) es grande y la atenúa.
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