1.7: Resumen

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La más simple de las formas de onda de CA es la onda sinusoidal. Se puede considerar como el desplazamiento vertical de un vector que gira a una velocidad constante, como la segunda manecilla de un reloj. La longitud del segundero representa la altura o amplitud de la onda sinusoidal y la velocidad de rotación representa su periodo. Como la velocidad tiende a ser muy rápida, es más conveniente para nosotros usar la frecuencia, que es solo el recíproco del periodo. Los senos pueden desplazarse verticalmente, lo que también se denomina desplazamiento de CC, además de tener un desplazamiento horizontal o de tiempo. Cuando se expresa en relación con un solo ciclo, este cambio se conoce como el desplazamiento de fase. Finalmente, formas de onda como ondas cuadradas, ondas triangulares e incluso formas de onda más complejas como la voz o la música pueden describirse en términos de combinaciones de sonidos. De hecho, el análisis de Fourier nos dice que cualquier forma de onda repetitiva puede describirse como una serie de senos cada uno con la frecuencia, amplitud y desplazamiento de fase apropiados. Para determinar el “valor efectivo de CC” de una onda sinusoidal, es decir, el valor que produce la misma disipación de potencia, se utilizan valores RMS. El valor RMS de una onda sinusoidal es su valor pico dividido por la raíz cuadrada de dos (aproximadamente igual a 0.707 de pico).

Se utilizan números complejos para describir tensiones y corrientes de CA, entre otras cosas. Consisten en dos partes: una parte real y una parte imaginaria que se traza perpendicular a la parte real. Todas las operaciones matemáticas en números complejos deben seguir reglas vectoriales. Esto incluye operaciones trigonométricas básicas.

La reactancia puede ser pensada como la versión imaginaria del eje de la resistencia. Es decir, restringe el flujo de corriente. La diferencia es que hay un desplazamiento de fase de 90 grados entre la corriente y el voltaje a través de un elemento reactivo mientras que los dos están en fase para los elementos resistivos. La reactancia capacitiva es inversamente proporcional a la frecuencia, mientras que la reactancia inductiva es directamente proporcional a la frecuencia. La combinación de resistencia y reactancia se conoce como impedancia. Los diagramas fasores se pueden usar para trazar los componentes de una impedancia compleja, así como mostrar las relaciones entre tensiones o corrientes en un circuito.

Preguntas de revisión

1. ¿Qué es una onda sinusoidal? Describir sus parámetros constituyentes (amplitud, frecuencia, desplazamiento, etc.).

2. ¿Cuál es la relación entre la frecuencia, el período y la fase de una onda sinusoidal?

3. ¿Cuál es la relación matemática entre una onda sinusoidal y una onda coseno?

4. ¿Qué se entiende por el término RMS (raíz cuadrática media) y qué tiene que ver con los voltajes, corrientes y potencias de CA versus CC?

5. Describir la diferencia entre un escalar y un vector.

6. ¿Qué es un número complejo?

7. Detallar las relaciones entre resistencia, reactancia, impedancia, conductancia, susceptancia y admitancia.

8. Describir cómo la reactancia capacitiva varía con la frecuencia.

9. Describir cómo la reactancia inductiva varía con la frecuencia.

10. Describir un diagrama de fasores.