Que é un circuito AC?

Fundamentos dos circuitos AC

Un circuito AC defínese como un circuito alimentado por unha fonte de enerxía alternativa. A corrente alternativa (AC) empregase amplamente en aplicacións domésticas e industriais debido ás súas características únicas: a diferencia da corrente continua (CC), tanto a magnitude como a dirección da corrente e do voltaxe nun circuito AC varián periodicamente ao longo do tempo.

As formas de onda AC xeralmente seguen un patrón sinusoidal, completando un ciclo con mitades positivas e negativas iguais. Este comportamento descríbese matematicamente como unha función do tempo (t) ou do ángulo (θ = ωt), onde ω representa a frecuencia angular.

Impedancia en circuitos AC vs. DC

• Nelos circuitos DC, a oposición á corrente provén única e exclusivamente da resistencia (R).

• Nelos circuitos AC, a oposición provén de:

• Resistencia (R)

• Reactivancia inductiva (XL = 2πfL), onde L é a inductancia e f é a frecuencia

• Reactivancia capacitiva (XC = 1/(2πfC)), onde C é a capacitancia

Relacións de fase nos sistemas AC

Nelos circuitos AC, a corrente e o voltaxe caracterízanse tanto pola súa magnitude como polo ángulo de fase. A súa alineación de fase depende dos parámetros do circuito (R, L, C). As cantidades sinusoidais, como o voltaxe e a corrente, varián co seno do ángulo θ, facendo-as fundamentais para a análise dos sistemas AC.

Ventajas das formas de onda sinusoidais na xeración de enerxía

O voltaxe e a corrente sinusoidais son preferidos globalmente para a xeración de enerxía debido a:

• A redución das perdas de ferro e cobre en transformadores e máquinas rotativas, mellorando a eficiencia.

• A minimización da interferencia con sistemas de comunicación adxacentes.

• Os niveis máis baixos de perturbación nos circuitos eléctricos.

Dinámica de voltaxe e corrente alternativos

Forma de onda de voltaxe alternativo e corrente resistiva

A forma de onda do voltaxe alternativo ao longo do tempo e a corrente que fluye a través da resistencia (R) no circuito amósanse a continuación:

Tipos de circuitos AC e terminoloxía clave
Clasificacións de circuitos AC

Os circuitos AC clasifícanse segundo as súas configuracións de componentes:

• Circuitos de pura resistencia (R)

• Circuitos de pura capacitancia (C)

• Circuitos de pura inductancia (L)

• Combinacións RL (resistencia-inductancia)

• Circuitos RC (resistencia-capacitancia)

• Circuitos LC (indutancia-capacitancia)

• Circuitos RLC (resistencia-indutancia-capacitancia)

Termos esenciais de circuitos AC

• Amplitude:O valor máximo positivo ou negativo dunha cantidade alternativa dentro dun ciclo, tamén coñecido como valor de pico ou máximo. Simbolizado por Em/Vm para o voltaxe e Im para a corrente.

• Alternancia:Un semiciclo dunha forma de onda alternativa, correspondente a 180° eléctricos.

• Ciclo:Un conxunto completo de valores positivos e negativos dunha cantidade alternativa, equivalente a 360° eléctricos.

• Valor instantáneo:A magnitude do voltaxe ou da corrente en calquera momento específico, denotada por e (voltaxe) ou i (corrente).

• Frecuencia (f): O número de ciclos por segundo dunha cantidade alternativa, medido en hercios (Hz).

• Período de tempo (T):A duración en segundos para completar un ciclo dunha forma de onda de voltaxe ou corrente.

• Forma de onda:Unha representación gráfica que traza os valores instantáneos dunha cantidade alternativa (voltaxe/corrente) no eixo y contra o tempo (t) ou o ángulo (θ = ωt) no eixo x.

Un voltaxe alternativo invirte periódicamente a polaridade e a magnitude, mentres que a corrente alternativa segue o mesmo patrón, cambiando a dirección e a amplitud co tempo. Cando unha fonte de voltaxe AC conectase a unha carga resistiva (como se amosa a continuación), a corrente fluye nunha dirección durante o semiciclo positivo e invirte durante o semiciclo negativo, reflictitando os cambios de polaridade da fonte.