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INTRODUCCIN A LA INGENIERA ELCTRICA Pg. N 1
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MSc. Ing. Jorge Roberto Pacheco Linares
INTRODUCCIN A LA INGENIERIA ELECTRICA
INTRODUCCIN
CIRCUITOS DE CORRIENTE ALTERNA
Diferencia de potencial.- Por definicin la diferencia de potencial entre dos
puntos de un campo elctrico es el trabajo necesario para desplazar una unidad de
carga elctrica positiva de un punto a otro, en contra o a favor de las fuerzas del
campo. En el sistema mksa la unidad de diferencia de potencial es el voltio [v],
equivalente al trabajo de un Joule [J] para desplazar un Coulomb [C] de carga de
un punto a otro.
][1
][1][1
C
JV
Cuando se suministra energa elctrica a un circuito con elementos pasivos, se
puede observar una de las situaciones siguientes:
a. Si la energa es disipada por el elemento, entonces se trata de un elemento resistivo puro o resistencia.
b. Si la energa es almacenada en un campo magntico, entonces es un elemento inductivo puro o bobina.
c. Si la energa se almacena en un campo elctrico, entonces es un elemento capacitivo puro o condensador.
En la prctica no es posible encontrar un elemento puro por lo que los elementos
pasivos tendrn la combinacin de los tres pero con marcado predominio de uno
de ellos.
Resistencia (R)
La diferencia de potencial v(t) en los extremos de un elemento resistivo puro est
establecida por la ley de Ohm y es directamente proporcional a la intensidad de
corriente i(t) que pasa por l.
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Pg. N 2 INTRODUCCIN A LA INGENIERA ELCTRICA
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v t Ri t V o i tv t
RA( ) ( ) [ ] ( )
( )[ ]
La unidad de medida de la resistencia en el sistema mska es el ohm [] y corresponde a la resistencia de un elemento que al aplicarle una energa elctrica
de 1 voltio, circula por l la corriente de 1 amperio.
CONFIGURACIONES FUNDAMENTALES DE LOS CIRCUITOS
ELCTRICOS
Circuitos en serie, configuracin en la que los elementos estn dispuestos unos a
continuacin de otros, o lo que es lo mismo estn en serie con la fuente de
energa.
Circuitos en paralelo, es una configuracin donde los elementos estn
dispuestos en paralelo con la fuente de alimentacin.
R1
R3
R2
v(t)
i(t)
321 RRRRT
TRtiRtiRtiRtitv )()()()()( 321
321 )()()()( tvtvtvtv
TR
tvti
)()(
321 )()()()( titititi
321
)()()()(
R
tv
R
tv
R
tvti
TRtvti
1)()(
321
1111
RRRRT
R1 R3R2
v(t)
i(t)
i1(t) i
2(t) i
3(t)
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INTRODUCCIN A LA INGENIERA ELCTRICA Pg. N 3
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Autoinduccin (L)
Si la corriente que circula por un circuito con elementos inductivos, obedece a
variaciones respecto al tiempo entonces el flujo magntico que lo atraviesa
experimentar los mismos cambios, es decir, la intensidad de la corriente variable
que circula por una bobina, origina en ella una f.e.m. inducida v(t) que es
directamente proporcional (siempre que la permeabilidad magntica sea
constante) a la variacin respecto al tiempo de dicha intensidad.
dttvLtio
dt
tdiLtv )(
1)(
)()(
Si la tensin se expresa en voltios [V], (
) en amperios/segundos [A]/[s],
entonces el coeficiente de autoinduccin L se expresa en Henrios [H].
][1
][1][1][1
s
AVH
Autoinduccin equivalente de bobinas asociadas en serie
dt
tdiL
dt
tdiL
dt
tdiLtv eq
)()()()( 21
21 LLLeq
1. La (Leq) autoinduccin equivalente es aquella por la
que circula la misma corriente
que por L1 y L2
2. La cada de tensin en L1 y L2 es igual a la tensin de la
fuente, de donde se tiene:
v(t)
i(t)
L1
L2
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Pg. N 4 INTRODUCCIN A LA INGENIERA ELCTRICA
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Autoinduccin equivalente de bobinas asociadas en paralelo
dttvLdttv
Ldttv
Lti
eq
)(1
)(1
)(1
)(21
21
21
21
111
LL
LLL
LLLeq
eq
Capacidad (C)
Si en los extremos de un condensador existe una diferencia de potencial (v) esta
ser proporcional a la carga (q) que l puede almacenar.
)()( tvCtq
dt
tvdC
dt
tdqti
)()()(
v tC
i t dt( ) ( ) 1
Capacidad equivalente de un circuito de capacidades en paralelo
La intensidad total de corriente i(t) es igual a la suma de las intensidades i1(t) +
i2(t) que pasan por C1 y C2, respectivamente.
La intensidad total de corriente
es la suma de las corrientes
parciales
)()()( 21 tititi . v(t)
i(t)
L1
L2
i1(t) i2(t)
v(t)
i(t)
C1 C2
i1(t) i
2(t)
)()()( 21 tititi
dt
tvdCti eq
)()(
dt
tvdC
dt
tvdC
dt
tvdCeq
)()()(21
21 CCCeq
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INTRODUCCIN A LA INGENIERA ELCTRICA Pg. N 5
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Capacidad equivalente de un circuito capacitivo serie
La tensin aplicada es igual a la suma de las cadas de tensin en C1 y C2
dttiCtv
eq
)(1
)(
dttiCdtti
Cdtti
Ceq)(
1)(
1)(
1
21
21
21
21
111
CC
CCC
CCCeq
eq
En el sistema mksa la unidad de capacidad se llama Faradio (F) y es igual al
almacenamiento de un Coulonb de carga cuando se le aplica una diferencia de
potencial de un voltio.
Dado a que la unidad de capacidad es muy grande, en la prctica es frecuente el
uso de los submltiplos:
1 F = 10-6 F
1 nF = 10-9 F
1 pF = 10-12F
RESUMEN:
Respuesta de los elementos pasivos de un circuito.
Elemento
Tensin en los extremos
del elemento
Corriente en los extremos
del elemento
RESISTENCIA (R)
Ohm []
)()( tiRtv
R
tvti
)()(
AUTOINDUCCIN (L)
Henry [H]
dt
tdiLtv
)()(
dttvLti )(
1)(
CAPACIDAD (C)
Faradio [F]
dttiCtv )(
1)(
dt
tvdCti
)()(
v(t)
i(t)
C1
C2
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Pg. N 6 INTRODUCCIN A LA INGENIERA ELCTRICA
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INTRODUCCIN A LOS NUMEROS REALES Y COMPLEJOS
Nmeros Reales
El cuerpo de los nmeros reales se compone de los correspondientes a los
nmeros racionales e irracionales. El conjunto de los nmeros reales se puede
poner en correspondencia biunvoca con el conjunto de los puntos de una recta
que se llama eje real; es decir, cada punto de la recta representa un nico nmero
real y cualquier nmero real se representa por un nico punto de la recta, como se
muestra en la figura. La suma, resta, multiplicacin y divisin de dos nmeros
reales es otro nmero real. La raz cuadrada de un nmero real positivo es
tambin otro nmero real; pero si es negativo, su raz cuadrada no es un nmero
real o bien no corresponde a ningn punto de la citada recta.
-14/3 - - 3 2 e 9/2 | | | | | | | | | | | || |
| |
-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5
Nmeros Imaginarios
La raz cuadrada de un nmero real negativo es un nmero imaginario; son
nmeros imaginarios ,3,2,1 etc.
Si se llama unidad imaginaria a 1j , entonces se puede escribir 22 j ,
24 j , 55 j , etc. Las sucesivas potencias de la unidad imaginaria son:
J2 = -1; j
3 = j
2.j = (-1)j = -j; j
4 = (j
2)
2 = 1;
El conjunto de los nmeros imaginarios se puede poner en correspondencia
biunvoca con el conjunto de los puntos de otra recta, que se llama eje imaginario
(perpendicular al eje real), con valores positivos y negativos; -j5; -j4; -j3; -j2; -j1;
0; j1; j2; j3; j4; j5; etc.
Nmeros Complejos
Un nmero complejo Z ( ZoZ ) es de la forma x+jy, en donde x e y son
nmeros reales y 1j . En un nmero complejo x+jy la primera componente,
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INTRODUCCIN A LA INGENIERA ELCTRICA Pg. N 7
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x, se llama parte real y la segunda, jy, parte imaginaria. Si la parte real es nula, x
= 0, el nmero complejo se reduce a un nmero imaginario (puro) y se representa
por un punto sobre el eje imaginario. Anlogamente si la parte imaginaria es nula,
(y = 0), el nmero complejo se reduce a un nmero real y se representa por un
punto en el eje real. Por consiguiente, el conjunto de nmeros complejos tiene
como subconjuntos al de los nmeros reales y al de los imaginarios.
La condicin necesaria y suficiente para que dos nmeros complejos, a+jb y c+jd,
sean iguales es que a=c y b=d.
En la figura, x = r cos e y = r sen , con lo que el nmero complejo Z es:
Z = x + jy = r(cos +j sen )
En donde la expresin 22 yxr se llama mdulo de Z y el ngulo = arc tg
(y/x) recibe el nombre de argumento de Z.
En teora de circuitos es muy frecuente emplear la forma polar o de Steinmetz de
un nmero complejo Z y se suele escribir as:
Z = r |
Donde se mide en grados sexagecimales o en radianes.
Los nmeros complejos pueden expresarse de cuatro maneras:
Forma binmica Z = x + jy
Forma Polar Z = r | Forma exponencial Z = r e
j
Forma trigonomtrica Z = r(cos + j sen )
Suma y resta de nmeros complejos
Para sumar (restar) nmeros complejos se suman (restan) sus partes reales y sus
partes imaginarias independientemente. En la prctica, para sumar (restar)
complejos lo ms cmodo es escribirlos en forma binmica.
Ejemplo: Sean los complejos Z1 = 5-j2 y Z2 = -3-j8
Z1 + Z2 = (5-3) +j(-2-8) = 2-j10
Z2 Z1 = (-3-5) +j(-8+2) = -8 j6
Multiplicacin de nmeros complejos
El producto de dos nmeros complejos, escritos en forma exponencial, se deduce
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Pg. N 8 INTRODUCCIN A LA INGENIERA ELCTRICA
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de las propiedades de la potenciacin.
Z1Z2 = (r1ej
1)(r2ej
2) = r1r2ej(
1+
2)
Si los complejos se escriben en forma polar se tiene que
Z1Z2 = (r1|1 )(r2|2 ) = r1r2 |1 + 2
Finalmente, si los complejos vienen dados en forma binmica se pueden
multiplicar como si fueran polinomios o convertirlos a la forma polar y operan de
acuerdo a lo indicado.
Divisin de nmeros complejos
Los mdulos se dividen como si fueran nmeros reales y los argumentos se restan
(el denominador del numerador).
Problemas propuestos
1. En el circuito de la figura se pide:
a. calcular el valor de la resistencia
equivalente.
b. Calcular el valor de la corriente
que indicar el ampermetro A si se sabe que entre los terminales
ab existe una fuente de 120 V.
c. Calcular la cada de voltaje en
cada una de las resistencias.
d. Calcular la potencia que se disipa
en cada resistencia y la potencia
total.
220 V
R
a
bA
Respuestas:
a. (Req = 150 ) b. (I = 0.8 A = 800 mA) c. (V50=40 V; V200=80 V; V100=40 V) d. (R50=32 W; R200=32 W; R100=16 W);
(PTot=96 W)
Respuesta: 21.32
2. A qu valor debe ajustarse el
potencimetro R para que la potencia disipada en la
resistencia de 50 , sea de 72 W
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5. Sean los nmeros complejos (a = 6-j12) y (b = 10+j9), se pide ejecutar las
siguientes operaciones.
a. (a + b) Resp. 16-j3 b. (a b) Resp. 4-j21 c. (a * b) Resp. 180.5 |- 21.44 = (168.01-j65.98) d. (a / b) Resp. 0.997 |- 105.42 = (- 0.265-j0.961)
INTRODUCCIN A LAS FUNCIONES PERIDICAS
FORMAS DE VARIACIN Y MODOS DE REPRESENTACIN DE LAS
TENSIONES Y CORRIENTES ELCTRICAS
En el estudio de los circuitos y redes elctricas intervienen magnitudes tales como:
tensiones, corrientes, flujo y campo magntico entre otros, todas estas magnitudes
pueden recibir la denominacin de seal, las seales pueden ser clasificadas
atendiendo a su forma y caracterstica de variacin en funcin del tiempo:
- seales variables en tiempo
- seal impulso
- seal Dirac
- seal con variacin linear
- seal peridica
- seal no peridica... etc.
Para los objetivos del presente curso se considerarn slo las seales peridicas
(SP), peridicas alternas (SPA) y peridicas alternas y simtricas (SPAS);
pudiendo ser estas de forma senoidal, triangular, cuadrada, diente de sierra o una
0.5 H
0.9 H
0.7 H
3. En el circuito de la figura, hallar el valor
de la inductancia equivalente.
Respuesta:
Leq= 0.89 H = 893.75 mH
F
F
F
4. En el circuito de la figura, hallar el valor
de capacidad equivalente.
Respuesta:
Ceq=4.34 F
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Pg. N 10 INTRODUCCIN A LA INGENIERA ELCTRICA
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combinacin de las anteriores, tal que:
)()( nTtftf donde n es entero
SEALES PERIODICAS Y SEALES ARMONICAS
Se llama seal peridica a las seales variables en tiempo, que toman valores
iguales segn el paso de intervalos de tiempos iguales.
)()()( nTtfTtftf con n entero
Donde T es el periodo de la seal y representa el intervalo de tiempo mnimo para
que se repitan los valores instantneos.
f(t)
t
T
Onda senoidal
0 2
T
T
t
Onda triangular
0 t
T
T
Onda diente de sierra T
0 t
T
Onda cuadrada
0 t
T
T
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El nmero de perodos que se repite en una unidad de tiempo se llama frecuencia
Tf
1
Las seales senoidales o armnicas son aquellas que se pueden expresar a travs
de una funcin seno o coseno Ej.
)()( tsenVtv m
El estudio de los circuitos elctricos en rgimen permanente senoidal facilita este
propsito, dado que existe una estrecha relacin entre la funcin seno y el tiempo.
Las ventajas que ofrece el uso de la onda senoidal son:
1. Cualquier forma de onda peridica puede ser descompuesta en un trmino constante seguido por una serie trminos de senos y cosenos, lo que se puede
descomponer por el mtodo del anlisis de las Series de Fourier.
f(t) = a0 + a1 cos 0t + a2 cos 2 0t +...+ b1 sen 0t + b2 sen 2 0t +...
f(t) = a0 + n=1
Donde la pulsacin fundamental w0 est relacionada con el periodo T por:
T
20
2. Propiedad matemtica de la funcin seno, las derivadas e integrales son
tambin funciones senoidales o cosenoidales.
3. La onda senoidal es fcilmente obtenible, obedece a un fenmeno natural.
ONDAS SENOIDALES: CARACTERISTICAS
La onda senoidal es una seal cuyas caractersticas obedecen a las propiedades de
la funcin seno, lo que facilita el anlisis y proceso de generacin, trasmisin y
distribucin de energa elctrica. La onda senoidal tiene las siguientes
caractersticas:
- VALOR INSTANTANEO, es el valor de la seal en un instante
cualquiera al interior de un periodo y se representa por una letra minscula v(t),
i(t) o p(t) )()( tsenVtv m
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Pg. N 12 INTRODUCCIN A LA INGENIERA ELCTRICA
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- PERIODO (T), es el intervalo de tiempo mnimo al final del cual los
valores instantneos de una seal peridica se repiten. Para el caso del seno el
periodo T equivale a 2 radianes.
- FRECUENCIA (f), es una magnitud inversa al periodo y se define como
el nmero de veces que se repite el periodo (una onda completa) en una unidad de
tiempo. La frecuencia se expresa en Hertz [Hz] o en ciclos por segundo [cps].
- VALOR MAXIMO O DE PICO (Vm o Vp), es el valor mximo que
alcanza la seal durante un periodo y se representa por una letra mayscula
acompaado del subndice m o p.
- FASE es el valor del argumento (ngulo) de la seal en el instante que
cruza la lnea de cero hacia el valor positivo. El desfasaje es la comparacin de
fase de dos ondas.
- FASE INICIAL () es la fase de la seal respecto al origen y se expresa
en grados sexagesimales - cuando est en retardo respecto al origen y cuando est en adelanto respecto al origen.
- FRECUENCIA ANGULAR () es la velocidad angular de variacin de
la seal y se calcula con la relacin = 2f [rad/s], cuando la frecuencia f est expresada en Hertz [Hz].
)()( tsenVtv m y T
f
2
2
(t)= Vm sen (wt+)
v(t) = Vm sen wt
f(t) v(t) = Vm sen (wt-)
Vm + -
0 2 3 4 5
-Vm
T
La energa elctrica que existe en el espacio libre se propaga en forma de ondas
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INTRODUCCIN A LA INGENIERA ELCTRICA Pg. N 13
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electromagnticas. Estas ondas, llamadas comnmente ondas de radio,
tericamente se desplazan a la velocidad de la luz (299792,458 m/s 3x108m/s) y consisten en campos magntico y electrosttico perpendiculares entre s y cuya
direccin de propagacin tambin es perpendicular.
La propagacin de las ondas de radio se realiza a diferentes frecuencias, con la
caracterstica que a medida que las ondas de radio se alejan de su origen, se
atenan, la situacin resultante es muy compleja y es diferente para cada una de
las frecuencias, el conjunto de todas las frecuencias determina el espectro
electromagntico que puede clasificarse del modo siguiente:
Sonido: f en Hz.
- Audio (msica)............................. 16 f 20,000 - Voz humana............................ . 100 f 10,000 - Canal telefnico........................... 300 f 3,400 - Ultrasonido................................ 2x10
4 f 106
Radio - telecomunicacin
- VLF (Frecuencias muy bajas):
Comunicacin a larga distancia entre dos puntos 1x104 f 3x104 - LF (Frecuencias bajas):Sist. de ayuda a la navegacin
Comunicacin martima......................................... .. 3x104 f 3x105 - MF, HF, VHF, UHF
Radio Onda media................. .. 0.54x106 f 1.6x106 Radio Onda corta..................................................... 3.2x106 f 26x106 Radio Frecuencia modulada......................................... 88x10
6 f 108x106
Televisin......................55.25x106 f 223x106
Microondas........................................................................... 0.9x109 f 0.1x1012
Rayos de calor y luz
- Rayos infrarrojos (radiacin trmica)... 8x1011 f 3.8x1014 - Luz visible..................................................................... 3.8x10
14 f 7.9x1014
- Rayos ultravioleta........................................................... 7.9x1014
f 3x1016
Rayos de onda corta
- Rayos X......................................................................... 1x1016
f 5x1019 - Rayos gamma................................................................ 1x10
19 f 6x1020
- Radiacin csmica........................................................ 3x1020
f 1x1024
Infrarrojo Ultravioleta
Rojo Naranja Amarillo Verde Azul Violeta
-
Pg. N 14 INTRODUCCIN A LA INGENIERA ELCTRICA
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VALOR MEDIO
El valor medio de una seal es la media aritmtica de todos sus valores
instantneos en el intervalo de un periodo.
VT
v t dtmedT
1
0( )
Para el caso de una onda peridica y simtrica respecto al tiempo si se calcula
para todo el periodo, el valor medio es cero, as para )()( tsenVtv m .
2
00)(
2
1dttsenVV mmed
Cuando se tengan seales peridicas y simtricas respecto al tiempo el valor
medio se calcula slo para su medio periodo correspondiente, Ej. el valor medio
de una tensin senoidal v(t)= Vmsen(wt+) se calcula slo para T/2 en donde se
considera que el periodo T es 2
VT
v t dtmed
T
1
2
0
2 ( ) luego:
0637.0
2)(
1m
m
mmed VV
dttsenVV
VOLTAJES Y CORRIENTES EFICACES (RMS)
Interpretacin fsica
El valor eficaz de una corriente peridica, es igual al valor constante de una
corriente continua I que al pasar por una resistencia R desarrolla en el tiempo de
un periodo T, igual cantidad de energa calorfera que la corriente peridica que
pasa por la misma resistencia en el mismo intervalo de tiempo.
RV
I
v (t)
i(t)
R
R
VI
RIP 2
RTIQDC2
R
tvti
)()(
Rtitp )()( 2
T
AC dtRtiQ0
2 )(
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INTRODUCCIN A LA INGENIERA ELCTRICA Pg. N 15
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- La cantidad de calor desarrollado por la corriente continua (valor eficaz) en un
tiempo T es:
TRIQDC2
- La cantidad de calor desarrollado en un tiempo T, por una corriente con
variacin peridica en tiempo es:
T
AC dtRtiQ0
2 )(
Al igualar las dos ecuaciones del calor se obtendr la siguiente relacin, a usarse
para calcular el valor eficaz de una corriente peridica.
Para la corriente IT
i t dtT
1 2
0( )
Y para el voltaje T
dttvT
V0
2 )(1
Si se considera una seal senoidal pura se tiene:
II
y VVm m
2 2
La relacin entre el valor eficaz y el valor medio de una magnitud
peridica depende de la forma de la curva y se llama factor de forma. Para el
caso de las magnitudes senoidales el factor de forma kf ser:
11.1222
2
m
m
f V
V
medioValor
eficazValork
La relacin entre el valor mximo y el valor eficaz de una magnitud
peridica se llama factor de amplitud, para las seales senoidales el factor ka
ser:
41.12
2
m
mm
a V
V
V
Vk
La importancia del valor eficaz de las corrientes y las tensiones senoidales,
radica en el hecho que se pueden medir sus valores con instrumentos
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Pg. N 16 INTRODUCCIN A LA INGENIERA ELCTRICA
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electromagnticos y electrodinmicos.
Ejercicios
1. Una corriente senoidal tiene Im = 10 A y frecuencia f = 50 Hz. Se pide que se determine:
a. El valor eficaz, el periodo T y la pulsacin angular en rad/s y el. b. La expresin del valor instantneo de la corriente y que se presente en
forma grfica en cada caso, si se tiene como origen los puntos donde:
i(t) = 0 Cuando la funcin crece
i(t) = Im
i(t) = 0 Cuando la funcin decrece
i(t) = - Im
i(t) = (Im)/2 Cuando la funcin crece
c. Determinar la expresin del desfasaje respectivo en cada caso en grados sexagesimales.
Solucin:
a. El valor eficaz de la corriente alterna senoidal cuya amplitud es Im es:
AI
I m 1,72
10
2
El periodo es: sf
T 02.050
11
La pulsacin angular es: s
radf 16.3141002
b. El valor instantneo de la corriente alterna senoidal es en cada uno de los cinco casos los siguientes:
Para i(t) = 0 cuando la funcin crece:
b) )0(10)( tsenti
c) no existe desfasaje
0 2
T
wt
i
Para i(t) = Imax
b) )2
(10)(
tsenti
c) )90(10cos10)( tsentti 0 2
T
wt
i
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INTRODUCCIN A LA INGENIERA ELCTRICA Pg. N 17
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2. Un circuito es alimentado con un voltaje senoidal de 60 Hz y valor mximo
311.11 voltios, el valor mximo de la corriente es 15 amperios y se sabe que en el
instante inicial (en el origen)el valor instantneo del voltaje es 200 voltios
mientras que la corriente es 10 amperios. Se pide calcular.
a. Las ecuaciones del voltaje y la corriente b. El desfasaje de la corriente respecto al voltaje
Solucin
Se sabe que:
Vm=311.11 V v(0)=200 V f = 60 Hz Im = 15 A i(0)= -10
Pero:
s
radf 3776022 , adems ms
fT 67.16
60
11
Luego: a) )()( vm tsenVtv Vsenv v 20011.311)0( , 01.40v
Para I(t) = 0 cuando la funcin decrece:
b) )(10)( tsenti
c) )180(1010)( tsentsenti 0
T
wt
i
Para i(t)= -Imax:
b) )2
3(10)(
tsenti
c) )90(10cos10)( tsentti
0
T
wt
i
Para 2
)( maxI
ti cuando la funcin crece:
)(10)( tsenti
sen 90 10 A
sen 5 A
30)10
905(
sensenarc
b) )6
(10)(
tsenti
c) )30(10)( tsenti
0
T
wt
i
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Pg. N 18 INTRODUCCIN A LA INGENIERA ELCTRICA
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MSc. Ing. Jorge Roberto Pacheco Linares
)01.40377(11.311)( tsentv
)()( im tsenIti Aseni i 1015)0( , 81.41i
)81.41377(15)( tsenti
b) 81.81)81.41(01.40iv
Es decir, la onda de corriente esta retardada respecto al voltaje con un ngulo de
81.81
V
v
i
I
3. En una panadera un horno consume 15 amperios durante 15 segundos y en los
siguiente 40 segundos su consumo es cero, esta secuencia es permanente y
obedece al rgimen de trabajo del horno. Si los fusibles de conexin al horno
soportan hasta 10 amperios, haga los clculos para opinar si los fusibles estn bien
dimensionados.
Solucin
4. En el voltaje de la figura, se pide calcular el valor de n para su valor eficaz sea
igual a 4
Solucin
0 t [ s ]
T
20 60 80
15 A
i(t)
20
0
60
20
22 01560
1dtdtI
A1066.8201560
1 2
El valor eficaz de la corriente que consume el horno
est dentro del rango que aceptan los fusibles, por lo
tanto estn bien dimensionados.
TnT 0
10
tT+nT
Para: 0 t nT 1010
)( nT
ttv
Para : nT t T 0)( tv
100200100
)(22
22
nT
t
Tn
ttv
-
INTRODUCCIN A LA INGENIERA ELCTRICA Pg. N 19
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MSc. Ing. Jorge Roberto Pacheco Linares
Problemas propuestos
1. Una tensin alterna est expresada por la ecuacin del valor instantneo: v(t) =
100 sen (628t + 60), se pide:
a. Determinar el periodo, frecuencia, valor instantneo cuando t0 = 0 y para t1 = 0,152 s
b. Calcular el valor medio y el valor eficaz c. Graficar v(t) en funcin del tiempo
3. Calcule el valor eficaz del voltaje si el valor mximo es 14.14 V, la
componente continua es 10 V y la forma de onda es:
a. Senoidal b. Cuadrada c. Diente de sierra d. Triangular
BIBLIOGRAFA
1. Fundamentos de Ingeniera Elctrica
Fitzgerald, Higginbothan y Gravel
2. Anlisis de Circuitos Elctricos
William Hayt
3. Circuitos Elctricos
2. En la pantalla de un osciloscopio
previamente calibrado se observa el voltaje
de la figura, cuando los controles indican 5
V/Div y 5 ms/Div de pide que calcule:
a. El periodo y la frecuencia de la seal b. La ecuacin de la seal
c. El valor medio y eficaz de la seal.
dtnT
t
Tn
t
TV
nT
0 22
2
1002001001
=
nT
tnT
t
Tn
t
T0
2
22
3
1002
200
3
1001
41002
200
3
100 n
nn, donde 16100100
3
100 nn
n y n = 0.48
-
Pg. N 20 INTRODUCCIN A LA INGENIERA ELCTRICA
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Joseph Edminister