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    CORRIENTE ALTERNA

    I. OBJETIVOS Conocer el funcionamiento de una lmpara fluorescente, la influencia del

    arrancador y reactor en el circuito.

    Comprobar que el voltaje que nos llega a nuestras diferentes casas,tiene un rango de variacin y no es constante.

    Salen si el comportamiento de la lmpara (de los diferentesaparatos elctricos), se comporta inductivamente o

    capacitivamente..CORRIENTE ALTERNA

    FUNDAMENTO TERICO!

    8.1 CORRIENTE ALTERNA"asta a#ora se #a considerado que la corriente elctrica se despla$a desde el

    polo positivo del generador al negativo (la corriente electrnica o real lo #aceal revs! los electrones se ven repelidos por el negativo y atra%dos por el

    posi tivo). &n una grfica en la que en el eje #ori$ontal see'presa el tiempo y en el vertical la tensin encada instante, la representacin de este tipo decorriente, que l lamaremos C&*+&C*+*-, es el de la figura , si el valor dela tensin es constante durante todo el tiempoy ...

    /ig. ! Corriente continua

    la de la figura 0 si dic#o valor var%a a lo largodel tiempo ( pero nunca se #ace negativa)

    /ig.0 ! Corriente continuavariable

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    -#ora bien, e'isten generadores en los que lapolaridad est constantemente cambiando designo, por lo que el sentido de la corriente esuno durante un intervalo de tiempo, y de

    sentido contrario en el intervalo siguiente.bsrvese que siempre e'iste paso decorriente1 lo que varia constantemente es elsigno (el sentido) de sta.

    /ig.2 ! Corriente alterna

    *aturalmente, para cambiar de un sentido a otro, es preciso que pase por cero,por lo que el valor de la tensin no ser el mismo en todos los instantes. -estetipo de corriente se le llama C&*+& -3+&*-, y, por el mismo motivo,se #abla de +&*S* -3+&*-. 3a figura 2 muestra un ejemplo de corriente

    alterna.3a corriente cont%nua se abrevia con las letras C.C.(Corriente Continua) o4.C. (4irect Current), y la alterna, por C.-. (Corriente -lterna) o -.C.(-lternated Current)

    8.2 FUNCIONES PERIODICAS

    &l caso ms importante de corrientes alternas son las llamadas corriente!"tern! #eri$%ic!&son aquellas en las que los valores se repiten cada ciertotiempo. &l tiempo que tarda en repetirse un valor se llama PERIODO de lacorriente, se e'presa en unidades de tiempo y se representa por la letra T

    &n las figuras se muestran varios tipos de corrientes alternas peridicas. Si enel eje #ori$ontal se #a representado el tiempo, el periodo es el intervalo que#ay entre dos puntos consecutivos del mismo valor

    '(#erio%o()

    -l m'imo valor, se lellama precisamente,

    VALOR MA*IMO+oVALOR DE PICOoVALOR DE CRESTA, oAMPLITUD ...

    /ig. ! Corriente rectangular

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    &l punto en que toma el

    valor m'imo se llamaC&S+- o 5C.&l punto en que toma elvalor m%nimo es el6&*+& o 6-33&,

    /ig.0 ! Corriente triangular

    3os puntos en los quetoma el valor cero se lesllama *4S oC&S.3a forma ms cmoda demedir el periodo es entre

    picos, o valles, o nodos

    /ig.2 ! Corriente en diente de sierra

    consecutivos.3a diferencia entre un

    pico y un valle da el6-3 4& 5C -5C que, naturalmente,ser el doble del valorde pico.

    /ig.7 ! Corriente sinusoidal

    &l valor de la corriente en cada instante es el 6-3 *S+-*+-*&. eln8mero de alternancias o ciclos que describe la corriente en un segundo se lellama /&C&*C- y se e'presa en c9s (ciclos por segundo) o "&+:S("$). 3os m8ltiplos ms usuales del #ert$io son!

    o ;3"&+: (;"$.) < = 2"$. (.=== "$)o >&?-"&+: (;"$.) < = @"$. (.===.=== "$)o ??-"&+: (;"$.) < =A"$. (.===.===.=== "$)

    3a frecuencia resulta ser la inversa del per%odo!

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    1, - (((

    T1

    T - (((,

    8. CORRIENTE SINUSOIDAL3a ms importante de las corrientes alternas peridicas es la llamada corrientesinusoidal o senoidal, porque es la 8nica capa$ de pasar a travs deresistencias, boninas y condensadores sin deformarse. 5uede demostrarse quecualquier otra forma de onda se puede construir a partir de una suma de ondassinusoidales de determinadas frecuencias. Se llama sinusoidal porque sigue laforma de la funcin matemtica S&*. Bue es la representada en la figura.

    Fi/0r! 1&sta funcin es (si se trata de tensiones) !i- V#en to bien (si se trata de corrientes)i i- I#en tdonde!i es el valor instantneo de la tensin, es decir, el valor en un determinado

    instante t.i i es el valor instantneo de la corriente, es decir, el valor en un determinadoinstante t.V# es el valor de pico de la tensin, tambin llamado amplitud de la tensinI# es el valor de pico de la corriente, tambin llamado amplitud de la corriente

    es una constante propia de la corriente de que se trate, relacionada con lafrecuencia, y cuya e'plicacin se var ms adelante.tes el tiempo e'presado en segundos ( para cada instante t la tensin tendrun valor)

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    8.3 VALOR MEDIO 4 VALOR EFICA5

    VALOR MEDIO

    Se llama !"or 6e%io de una tensin (o corriente) alterna ! "! 6e%i!!rit67tic! de todos los valores instantneios de tensin ( o corriente),medidos en un cierto intervalo de tiempo.

    &n una corriente alterna sinusoidal, el valor medio durante un per%odo es nulo!en efecto, los valores positivos se compensan con los negativos.

    6m < =

    &n cambio, durante medio periodo, el valor medio es

    siendo 6=el valor m'imo.

    VALOR EFICA5Se l lama !"or e,ic! de una corriente alterna, al valor que tendr%a unacorriente continua 90e #ro%0:er! "! 6i6! #otenci! que dic#a corrientealterna, al aplicarla sobre una misma resistencia.

    &s decir, se conoce el valor m'imo de una corriente a lterna ( =).Se aplica sta sobre una cierta resistencia y se mide la potencia producidasobre ella.

    - continuacin, se busca un valor de corriente continua que produ$ca la

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    misma potencia sobre esa misma resistencia. - este 8ltimo valor, se le llamavalor efica$ de la primera corriente (la alterna).

    5ara una seal sinusoidal, el valor efica$ de la tensin es!

    y del mismo modo para la corriente

    la potencia efica$ resultar ser!

    &s decir que es la mitad de la potencia m'ima (o potencia de pico)3a tensin o la potencia efica$, se nombran muc#as veces por las letras >S. sea, el decir = 6>S D E>S sifnificarn = voltios eficaces DFatios eficaces, respectivamente.

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    II. PROCEDIMIENTO&

    PRIMERA PARTE ;FUNCIONAMIENTO DE LA L

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    nicialmente (paso ) el JcircuitoK >*5BS est abierto, por eso nocircula ninguna corriente y los filamentos permanecern a latemperatura ambiental y a un potencial que no es suficiente parainiciar la ioni$acin de los gases. Cuando se cierra el circuito (paso

    0) circula una corriente a travs de los filamentos, ra$n por la cualstos se calientan, producindose entonces una nube de electrones1debido a la tensin alterna circularn, producindose entonces unanube de electrones1 debido a la tensin alterna circularn entre unoy otro e'tremos del tubo sin alcan$ar la energ%a suficiente paraioni$ar a los gases pero dando lugar a una cierta corriente elctricaa travs del tubo. /inalmente (paso 2) al desconectar el cable BS se

    produce un cambio brusco en el valor de la corr iente, lo cual daorigen a una fuer$a electromotri$ autoinducida entre los bornes delreactor y consecuentemente una gran diferencia de potencial entreambos filamentos de la lmpara. &ste potencial #ace que los

    electrones adquieran una energ%a suficiente para ioni$ar a los gasesde la lmpara y por lo tanto encenderla.sualmente los pasos (0) y (2) de este e'perimento son reali$adosautomticamente por el arrancador.

    7) &stable$ca a#ora el siguiente circuito!

    bservar el rpido encendido de la lmpara.&l encendido de la lmpara con arrancador se e'plica de la siguientemanera!

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    nicialmente se establece la misma diferencia de potencial tanto entrelos electrodos del arrancador como entre los filamentos de lmpara.&ste potencial es suficiente para ioni$ar el gas del arrancador comoentre los filamentos de lmpara. &ste potencial es suficiente para

    ioni$ar el gas del arrancador y #acer circular corriente a travs de lcalentndose as% el elemento bimetlico1 ste al dilatarse cerrar elcircuito >*5BS. &n este momento empie$a el calentamiento de losfilamentos de la lmpara y se establece una corriente a travs del tuboque #ar disminuir la corriente que circula por el arrancador1 por lotanto el elemento bimetlico se contraer y el circuito del arrancador seabrir automticamente, producindose entonces por autoinduccin enel reactor, una gran diferencia de potencial entre los filamentos de lalmpara y por lo tanto el encendido de la misma.

    SE>UNDA PARTE

    &n esta segunda parte se medir el valor de la inductancia 3 del reactor,(recurdese que esta inductancia no es pura sino que puede considerarseconstituida por una inductancia pura 3 en serie con una resistencia ),as% como la potencia disipada travs de l!

    5ara ello proceder de la siguiente manera!1. Con e" 60"t?6etro %i/it!" 6i%! "! reitenci! %e" re!ctor.

    < 70 (o#mios).

    2. L0e/o+ %e@e et!@"ecer e" i/0iente circ0ito&

    . Con "o !"ore %e Ie,+ %e R %e Ve, %eter6ine /r,ic!6ente e"!"or %e "! re!ct!nci! in%0cti!. P!r! e""o+ tr!!r 0n ector AB;c0o !"or e Ie, R= ! ec!"! e/n e" e:e %e "! *. A #!rtir %e"etre6o B "e!nte 0n! #er#en%ic0"!r. Con etre6o en A 0n r!%ioector %e 6!/nit0% i/0!" ! Ve,interecte "! #er#en%ic0"!r en C. BCno %!r "! c!?%! %e" o"t!:e ! tr!7 %e "! in%0ct!nci! L+ e %ecir I e,5L. 5L-23+GH+-32+3

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    ef.: 3< 0=D,27L

    . A #!rtir %e "! 6e%ici$n %e BC %e" !"or %e I e,+ c!"c0"e e" !"or

    %e L ;5L- L= en Kenrio.:3< E3D0@,D2 < 0(@=) 3

    3 < ,2A.L

    3. Enc0entre e" n/0"o %e ,!e 1entre e" o"t!:e "! corriente !tr!7 %e" re!ctor.Cos < (@,2M90=@)

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    TERCERA PARTE-#ora se trata de determinar la potencia disipada a travs de la lmparafluorescente. 5ara ello proceder de la siguiente manera!

    1. Et!@"ec! e" i/0iente circ0ito&

    2. Con e" o"t?6etro %e c.!. 6i%! "o o"t!:e e,ic!ce V MN + VMP +

    VPN .6>* < 07 6.6>5 < @@ 66*5 < AA 6.

    . Con e" !6#er?6etro %e c.!. 6i%! e" !"or e,ic! %e "! corrienteI.ef< =.2A -

    . E" trin/0"o contr0i%o en "! e/0n%! #!rte e 0ti"i!r #!r!encontr!r "! #otenci! %i i#!%! ! tr!7 %e "! "6#!r!,"0orecente. E" n/0"o 190e K!ce AC con AB e e" n/0"o %e%e,!!:e entre e" o"t!:e "! corriente ! tr!7 %e" re!ctor.

    L0e/o o@re AC ! #!rtir %e A ! ec!"! re#reent!r e" !"or%e" o"t!:e entre M P ;VMP=. S0#oner 90e e" etre6o o@re ACet re#reent!%o #or C.

    5 < 6ef' efcos 5 < 07 ' =,2A ' cos (MD,77)5 < @.@2D Eatts.

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    3. Con centro en e" 7rtice C tr!ce 0n! circ0n,erenci! c0o r!%io

    ten/! e" !"or %e" o"t!:e ! tr!7 %e "! "6#!r! VNP .

    -

    (/igura N 0)O

    C

    CP6>5 < @@

    1

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    . Con centro A tr!ce 0n! circ0n,erenci! c0o r!%io ten/! e" !"or%e" o"t!:e %e entr!%! ;teni$n %e "! "?ne!= VMN+interce#tn%o"! con "! circ0n,erenci! !nterior en e" #0nto D.

    G. Tr!ce e" trin/0"o DAC+ 90e er e" tri!n/0"o %e" circ0ito. Por9074el triangulo -CP4 anteriormente visto!

    )reactor(>5 66QOC-OQ-C ==+=

    .entrada*> 66Q-C4-Q4C ==+=

    Como! 6< m Ss (Ft) 5 6*5

    1

    2

    4 &

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    8. Uti"i!n%o "o !"ore %e VNI + I 2+ c!"c0"e "! #otenci!%ii#!%! ! tr!7 %e "! "6#!r! ,"0orecente. C$6o e co6#!r!ete !"or con e" 90e !#!rece i6#reo o@re e" t0@o %e "!"6#!r! ,"0orecente

    6*5 < AA 6 < =,2A-0< @.0

    5otencia disipada < 6ef' ef' cos 0< AA ' =,2A ' cos @.0< L7.D2

    . In%i90e i e" co6#ort!6iento %e "! "6#!r! ,"0orecente ein%0ctio o c!#!citio

    4epende del ngulo 01 del grfico se puede ver que elcomportamiento es capacitivo.

    1. E #oi@"e K!cer ,0ncion!r "! "6#!r! ,"0orecente in 0!r e"!rr!nc!%or.

    *o, porque el arrancador sirve inic ialmente para #acer circular unacorriente a travs de los filamentos lo cual produce en ella unanube de electrones los cuales no tiene la energ%a suficiente paraioni$ar los gases, pero luego en el arrancador ya no circulacorriente. 3o cual #ace que los filamentos de la lmpara se crea un

    gran diferencial potencial #aciendo que los ionicen los gases de lalmpara y por ende #ace encender la lmpara.

    11. E#"i90e %et!""!%!6ente e" KecKo %e 90e !" interr06#ire "!corriente en e" !rr!nc!%or !#!rece 0n !"to o"t!:e ! tr!7 %e"t0@o+ e 7te o"t!:e 6!or 90e e" o"t!:e %e "! "?ne!.5orque al interrumpirse la corriente da que se origine un cambio

    brusco en el valor de la corr iente, donde originen a una fuer$aelectromotri$ autoinducida entre los bordes del reactor, lo cualorigina esa gran diferencia de potencial entre los filamentos de lalmpara.

    12. De !c0er%o ! "! 6e%icione %e o"t!:e e,ect0!%o+ e c06#"e"! e/0n%! "e %e ircKKo,,

    *o, porque ;irc##off #ace que la siguiente igualdad sea verdadera6>* < 6>5 Rn 6*5 , pero vemos numricamente que 07 0MM y porlo tanto no se cumple.

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    III. OBSERVACIONES 4HO CONCLUSIONES& -l iniciar el e'perimento nosotros cre%amos que el voltaje efectivo

    6>* , nos iba a marcar 00= 6, pero al medirle con el volt%metro nos

    dio 0=0 6. &so se puede deber a la distancia, la temperatura y9o laresistencia, que #ay entre el laboratorio y la compa%a que nos

    provee energ%a. &n el laboratorio sin usar el arrancador tambin pudimos encender

    la lmpara, de la siguiente manera! Colocando antes del encendido(en lugar del arrancador) un cable con conductor y luego de uninstante sacar ese cable1 as% efectuando el cable las mismasfunciones del arrancado y por ende encendiendo la lmpara.

    6imos que la lmpara fluorescente act8a capacitivamente.

    -l efectuar los clculos en el laboratorio , tuvimos algunos

    inconvenientes , debido a los materiales que se encontraban en malestado, como los volt%metros que no estaban bien calibrados, y enel momento mismo de la e'periencia #ubo fallas con otrosinstrumentos de medicin.