Electricidad II
http://einstein.ciencias.uchile.cl/Instrumentacion2008/Clases/ElectricidadII.ppt
2008
Corriente alterna.
Conductor que lleva corriente y está puesto en un campo magnético.
B
v
f
Si el conductor se mueve con una velocidad v y el campo magnético tiene una intensidad B se produce una fuerza sobre los portadores de carga, f = v x B, Este efecto se manifiesta como una diferencia de potencial eléctrico entre los extremos del conductor.
Bv
Conductor se mueve en un campo magnético.
f
Bvqf
La posición en el eje vertical es proporcional a sen(t+).La velocidad en el eje vertical es proporcional a cos(t+). La diferencia de potencial eléctrico generada será de la forma V(t) = V0cos(t+).
Imaginemos que el cable se mueve en el campo magnético sobre una trayectoria circular con velocidad angular radianes por segundo.El ángulo en un momento t es t+ radianes.
t+0
)cos()( 0 tVtV
Voltaje instantáneo, volt
Voltaje máximo, volt
Frecuencia angular, radianes por segundo. =2f (f en ciclos por segundo o hertz, Hz.)
tiempo, segundos
fase, radianes
)(tV
t
0V
DC AC
Hagamos que las áreas roja y verde sean iguales.
abxdxxfb
a )(
Entonces los valores promedios de ambas funciones en el intervalo b-a son iguales.
Promedios.
Valor promedio del voltaje en un ciclo del seno
2
0)(
2tdtsen
VV oav
b
aab dxxfab
y )(1
Valor promedio y = f(x) en el intervalo de x=a a x=b.
00cos2cos2
o
av
VV
Potencia, watt = volt amperio = joule/segundo
watt = volt2 ohm-1
Potencia eléctrica.
10V
100.00 mW
W = 10V 10V / 1000 = 100 mW (!)
Cálculo del promedio de V2.
tdtV
V
0
22
02 sen
40sen
42sen
2
202 V
V
2
202 V
V
mWVV
W 5010002
1010
42
22 xsinxxdxsin
Valor RMS, root mean square.
00
20 707.0
22V
VVVrms
Esto es lo que mide el vóltmetro en modo AC.
Continuación
http://en.wikipedia.org/wiki/Domestic_AC_power_plugs_and_sockets
http://en.wikipedia.org/wiki/Domestic_AC_power_plugs_and_sockets
16 amper 10 amper
http://en.wikipedia.org/wiki/Domestic_AC_power_plugs_and_sockets
Enchufes “italianos” según Wikipedia
Relaciones entre la intensidad de corriente y el potencial eléctrico.
•Resistencias.
•Condensadores.
•Inductores.
•Procedimiento: aplicamos una intensidad de corriente alterna conocida y medimos el potencial eléctrico necesario para hacerlo.
Resistencias.
Canal B mide V en R2. Canal A mide iR1, siendo R1 = 1, por lo tanto 1V representa 1A.
Vi
i V
i
V
iRV
A0.11 RkV
El campo magnético se expande a medida que crece la intensidad de la corriente.
Campo magnético alrededor de un conductor por el que pasa corriente.
+
-
Inducción de un potencial eléctrico en un conductor puesto en el campo magnético que se expande.
Inducción de un potencial eléctrico en un conductor puesto en el campo magnético que se expande.
+
-
Inducción de un potencial eléctrico en un conductor puesto en el campo magnético que se contrae.
El potencial eléctrico Inducido depende de la tasa de cambio de la corriente.
Inductor
El potencial eléctrico del inductor depende de la tasa de cambio de la corriente.
dtdi
LV Inductor
Inductor
dtdi
LV
El factor L se llama inductancia y se mide en henry, H. Un inductor de 1H adquiere una diferencia de potencial de 1 V cuando la corriente crece a razón de 1 A por segundo.
iV
i V
i
V
dtdi
LV
tIdtdi sin0
-1s 5014.32
1-As 314dtdi
-- + +
Condensador
Las cargas eléctricas de una placa se repelen con las otras de la misma placa por que tienen el mismo signo.Las cargas eléctricas positivas de una placa se atraen con las negativas de la otra placa.Si ambos condensadores tienen igual cantidad de cargas eléctricas, Q, cuál tendrá mayor diferencia de potencial?
Condensador
CQ
V Carga, coulomb
Capacidad, farad
Un condensador tiene una capacidad de 1 farad, F, si adquiere una diferencia de potencial de 1 volt al cargarlo con 1 coulomb.
Ci
dtdQ
CdtdV 1
Proceso de carga del condensador
dt
dVCi
i V
dtdV
Ci
tVdtdV
cos0
1-
max
Vs 3143200
dtdV
1-6
max
Vs 10
dtdV
tsenVtV 0
iRV Resistencia
dtdV
Ci Condensador
dtdi
LV Inductor