Saltar al contenido principal
Library homepage
 
LibreTexts Español

1.5: Fase AC

  • Page ID
    153397
  • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    Las cosas empiezan a complicarse cuando necesitamos relacionar dos o más tensiones de CA o corrientes que están desfasadas entre sí. Por “fuera de paso”, quiero decir que las dos formas de onda no están sincronizadas: que sus picos y puntos cero no coinciden en los mismos puntos en el tiempo. El gráfico de la siguiente figura ilustra un ejemplo de ello.

    02019.png

    Formas de onda fuera de fase

    Las dos ondas mostradas arriba (A versus B) son de la misma amplitud y frecuencia, pero están desfasadas entre sí. En términos técnicos, esto se denomina desplazamiento de fase. Anteriormente vimos como podíamos trazar una “onda sinusoidal” calculando la función sinusoidal trigonométrica para ángulos que van de 0 a 360 grados, un círculo completo. El punto de partida de una onda sinusoidal fue amplitud cero a cero grados, progresando a amplitud positiva completa a 90 grados, cero a 180 grados, totalmente negativa a 270 grados, y de regreso al punto de inicio de cero a 360 grados. Podemos usar esta escala de ángulo a lo largo del eje horizontal de nuestra gráfica de forma de onda para expresar cuán lejos del paso está una onda con otra: Figura a continuación

    02020.png

    La onda A conduce la onda B por 45 o

    El desplazamiento entre estas dos formas de onda es de aproximadamente 45 grados, estando la onda “A” por delante de la onda “B”. Se da un muestreo de diferentes desplazamientos de fase en las siguientes gráficas para ilustrar mejor este concepto: Figura a continuación

    02021.png

    Ejemplos de desplazamientos de fase.

    Debido a que las formas de onda en los ejemplos anteriores están a la misma frecuencia, estarán fuera de paso por la misma cantidad angular en cada punto en el tiempo. Por esta razón, podemos expresar el desplazamiento de fase para dos o más formas de onda de la misma frecuencia como una cantidad constante para toda la onda, y no solo una expresión de desplazamiento entre dos puntos particulares cualesquiera a lo largo de las ondas. Es decir, es seguro decir algo así como, “el voltaje 'A' está 45 grados desfasado con el voltaje 'B'”. Cualquiera que sea la forma de onda que esté por delante en su evolución se dice que es líder y la que está detrás se dice que está rezagada.

    El desplazamiento de fase, como el voltaje, siempre es una medida relativa entre dos cosas. Realmente no existe tal cosa como una forma de onda con una medición de fase absoluta porque no existe una referencia universal conocida para la fase. Normalmente en el análisis de los circuitos de CA, la forma de onda de voltaje de la fuente de alimentación se utiliza como referencia para la fase, ese voltaje se establece como “xxx voltios a 0 grados”. Cualquier otra tensión o corriente de CA en ese circuito tendrá su desplazamiento de fase expresado en términos relativos a esa tensión de fuente.

    Esto es lo que hace que los cálculos de circuitos de CA sean más complicados que CC Al aplicar la Ley de Ohm y las Leyes de Kirchhoff, las cantidades de voltaje y corriente de CA deben reflejar el desplazamiento de fase y la amplitud. Las operaciones matemáticas de suma, resta, multiplicación y división deben operar sobre estas cantidades de desplazamiento de fase y amplitud. Afortunadamente, existe un sistema matemático de cantidades llamadas números complejos idóneas para esta tarea de representar amplitud y fase.

    Debido a que el tema de los números complejos es tan esencial para la comprensión de los circuitos de CA, el siguiente capítulo se dedicará solo a ese tema.

    • REVISIÓN:

    El desplazamiento de fase es donde dos o más formas de onda están desfasadas entre sí.

    La cantidad de desplazamiento de fase entre dos ondas se puede expresar en términos de grados, según lo definido por las unidades de grado en el eje horizontal de la gráfica de forma de onda utilizada para trazar la función trigonométrica sinusoidal.

    Una forma de onda principal se define como una forma de onda que está por delante de otra en su evolución. Una forma de onda rezagada es aquella que está detrás de otra. Ejemplo:

    02022.png

    Los cálculos para el análisis de circuitos de CA deben tener en cuenta tanto la amplitud como el desplazamiento de fase de las formas de onda de voltaje y corriente para ser completamente precisos. Esto requiere el uso de un sistema matemático llamado números complejos.


    This page titled 1.5: Fase AC is shared under a gnudls 1.3 license and was authored, remixed, and/or curated by Tony R. Kuphaldt (All About Circuits) via source content that was edited to the style and standards of the LibreTexts platform; a detailed edit history is available upon request.