Issuu on Google+

El corrent altern. Valors fonamentals L’energia elèctrica produïda a les centrals s’obté en forma de corrent altern pels  seus avantatges pel que fa a la producció, transport, distribució i utilització,  respecte del corrent continu. Les principals magnituds que el defineixen son la  FEM, la tensió i la intensitat del corrent

Els alternadors, generadors utilitzats a les centrals, estan fonamentats en la inducció electromagnètica i generen corrents alterns sinusoïdals, és a dir, corrents en què els valors instantanis de la FEM, la tensió i la intensitat són proporcionals als sinus de 0º a 360


Paràmetres fonamentals del corrent altern. Període (T) és el temps necessari per fer un cicle complet Freqüència (f) és el nombre de cicles que es produeixen  en un segon.

Valor instantani (v, i) és el que pren el senyal a cada  instant. Valor màxim (Vmàx, Imàx) és el valor instantani més gran  de tots els d’un període. Valor eficaç (V, I)és el valor més important dels corrents  alterns. El valor eficaç d’un CA és aquell que produeix els  mateixos efectes calorífics, en passar a través d’una  resistència, que un CC del mateix valor.


Valor mitjà (Vmitjà, Imitjana) és la mitjana algebraica dels  valors instantanis d’un semiperíode


Representació gràfica d’un senyal altern sinusoïdal 

Per representar gràficament un CA sinusoïdal de valor v = Vmàx sin ωt, s’utilitza un  diagrama de coordenades cartesianes Ens podem ajudar d’un vector de valor Vmàx, ja que, en girar al voltant d’un punt fi  x amb una velocitat uniforme ω, descriu una trajectòria circular. Si la velocitat l’expressem en rad/s:

http://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/fisicaInteractiva/corr_alterna/corr_alt_indice.htm


Els elements passius lineals en CA: R, L, C Els receptors es classifiquen en: Resistències, R, que dissipen l’energia elèctrica en forma d’energia calorífi ca. Inductàncies o bobines, L, que emmagatzemen l’energia elèctrica en forma de camp magnètic. Capacitàncies o condensadors, C, que emmagatzemen l’energia elèctrica en forma de camp elèctric. Impedància (Z)  La dificultat que oposa un circuit al pas del CA s’anomena impedància (Z).

La Z depèn de la freqüència i dels components que hi hagi en el circuit: resistències, bobines o condensadors. En qualsevol circuit sempre es verifi ca que Z≥R.


Circuit amb resistència òhmica pura  Per calcular el corrent d'un circuit aplicarem la llei d’Ohm generalitzada:  el corrent que circula per un circuit elèctric de CA és directament proporcional a la  tensió aplicada als seus borns i inversament proporcional a la impedància que  ofereix el circuit al pas del corrent.   En aquest cas Z = R, i llavors: 

V e I son valors efiaços

En un circuit òhmic pur, la intensitat que hi circula està en fase amb la tensió aplicada:


Circuit amb inductància pura Un receptor inductiu pur és una bobina ideal, amb resistència nul∙la (R = 0) i en la qual només es considera el seu coeficient d’autoinducció L.

Aleshores la impedància Z = XL, en què XL s’anomena reactància inductiva  o simplement inductància i el seu valor es determina a partir de l’expressió: 

La tensió aplicada està avançada 90° respecte del corrent que circula per la  inductància. La intensitat està desfasada 90° en retard, respecte de la tensió


Circuit amb capacitància pura Un receptor capacitatiu pur és un condensador ideal amb resistència infinita  en què considerem exclusivament la seva capacitat C.  En corrent alterna, el condensador es carrega i descarrega alternativament,  d’acord amb la freqüència del corrent. 

Si la resistència és nul∙la (R = 0), la impedància  Z = XC, en què XC s’anomena  reactància capacitiva o simplement capacitància

La intensitat està avançada 90º  respecte de la tensió aplicada al condensador:  La intensitat està desfasada 90° en avançament, respecte de la tensió:

Fer exercicis 20,21,22,26


Potència desenvolupada en CA En el corrent continu

P=V∙I

En CA la potència depèn del tipus de receptor Potència activa La potència activa (P) és la potència real desenvolupada per un receptor en un  circuit. La seva unitat és el watt (W). En un circuit de CA tenim que:                                      P = V I cos φ

El factor cos φ rep el nom de factor de potència i es determina a partir de l’expressió:                     R       cos φ =                     Z L’angle φ correspon al desfasament entre la tensió V  i el corrent I


Potència reactiva  La potència que desenvolupa un receptor inductiu o capacitatiu es conside­  ra una potència fictícia que s’anomena potència reactiva (Q), de valor:                                                                                                                                                   Q = V I sin ωt = V I sin φ [VAr]                                                                                           Si el circuit és inductiu pur o capacitatiu pur                                                                                         


Potència aparent                                                                             La potència aparent (S) és la suma vectorial de la potència activa i la   reactiva expressada en voltamperes (VA). La suma dóna lloc a l’anomenat triangle de potències. El seu valor es determina a partir de les expressions següents:


Circuit en sèrie RL És un circuit òhmic inductiu, format per una resistència R en sèrie, amb una  inductància de coeficient d’autoinducció 

Càlcul de la impedància del circuit Z                 Es construeix el diagrama vectorial. El vector R , part real, es col∙loca en l’eix d’abscisses i el vector X L , part  imaginària, en el d’ordenades, avançant 90° respecte  de R . El vector  Z és la suma geomètrica de R i X L .                                                   Mòdul: XL = L ω = 25,47 ∙ 10−3 ∙ 314 = 8 Ω X L = 8 j = 890 Ω

Triàngle d'impedàncies


Càlcul de la intensitat del circuit I


Circuit en sèrie RC És un circuit òhmic capacitatiu, format per una resistència R en sèrie amb un  condensador de capacitat C.


Circuit en sèrie RLC És el format per una resistència, una inductància i una capacitat en sèrie


Corrent altern trifàsic: connexions en estrella i triangle. Connexió de receptors Un corrent altern trifàsic és format per tres corrents alterns monofàsics interconnectats, del mateix valor eficaç, de la mateixa freqüència i desfasats 120° entre ells. ells. Rep el nom de fase del sistema cadascun dels corrents monofàsics que el formen.  Cada fase alimenta un conductor del sistema i per diferenciar­los s’anomenen L1, L2 i L3  o també R, S i T 

La figura representa un generador elemental de CA trifàsic, format per tres espires desplaçades 120°, que giren dins del camp magnètic amb una velocitat angular uniforme ω.


Generador amb connexi贸 en estrella


Generador amb connexi贸 en triangle



Unitat 4_2