Fuentes de potencia sinusoidal

Published On Jan-18-2018

Transcripción

Anteriormente, analizamos circuitos con fuentes de voltaje directo. Ahora bien, al analizar circuitos electrónicos de equipo de audio, podríamos encontrarnos con circuitos que son alimentados por una fuente sinusoidal. Este tipo de fuentes producen un voltaje que oscila a lo largo del tiempo, de manera sinusoidal. En diagramas electrónicos, se simboliza este tipo de fuentes por medio de un círculo con un ciclo de una onda sinusoidal dentro.

Imaginemos que conectamos esta fuente sinusoidal a una resistencia. Al hacerlo, una corriente fluirá desde un terminal de la fuente, a través de la resistencia, hacia el otro terminal. Debido a que el voltaje cambia de manera sinusoidal, la corriente también lo hará, ambos con la misma frecuencia. Nótese que el voltaje y la corriente están en fase. Nos encontramos ante una corriente alterna o AC.

Figura 5.1. Fuente de potencia sinusoidal

El voltaje instantáneo en cualquier momento del tiempo puede calcularse por medio de la fórmula indicada, multiplicando el voltaje máximo, V sub cero, por el coseno de omega por tiempo. Omega minúscula representa la velocidad angular. La velocidad angular es la medida de velocidad de rotación, que indica la magnitud del ángulo que ha rotado en una cantidad de tiempo. Su unidad es generalmente radianes sobre segundo, aunque también podríamos encontrar unidades en grados sobre segundo.

Figura 5.2. Velocidad angular

T minúscula es el punto en el tiempo en el que deseamos encontrar el voltaje instantáneo. Este se representa en segundos.

Supongamos que deseamos encontrar la corriente instantánea que fluye a través del resistor en el circuito que recién vimos. Para encontrarla, podemos aplicar la ley de Ohm y luego sustituir el voltaje por la fórmula correspondiente.

Figura 5.3. Fórmula de la corriente instantánea

El período de esa onda es el tiempo en segundos que le toma completar un ciclo y equivale al inverso de la frecuencia, o bien, el cociente de dos pi entre la velocidad angular. Recordemos que dos pi equivale a una rotación de un ciclo completo, o 360°. Luego de completar esta rotación, la onda comenzará un nuevo ciclo.

Figura 5.4: Período

Recordemos que la potencia puede ser encontrada al multiplicar la corriente por el voltaje, o bien, el cuadrado de la corriente por la resistencia. Al sustituir la corriente en esta fórmula, podremos encontrar la potencia instantánea en el circuito.

Figura 5.5. Fórmula de la potencia instantánea

Ahora bien, por lo general, resulta más útil conocer la potencia promedio en una cantidad de tiempo específica, que la potencia instantánea en un momento específico. Esta cantidad de tiempo suele ser un período.

Para encontrar la potencia promedio, representada por una P con una línea horizontal sobre ella, se debe sumar todas las potencias instantáneas durante un período y luego dividir la suma entre el período. Podemos encontrar la suma de todas las potencias instantáneas al integrar. La integral considera los valores que van desde 0, hasta el período T.

Figura 5.6. Fórmula de la potencia promedio en un período

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