Principios Esenciales de la Corriente Alterna.Generalidades, Magnitudes, Inductancia, Capacitancia, Circuitos Eléctricos y Potencia Eléctrica

2. CORRIENTE ALTERNA
Corriente Alterna (abreviada CA en español y AC en inglés, de alternating current). Se le
denomina así a la corriente eléctrica en la que la magnitud y el sentido varían cíclicamente.
La corriente alterna, es aquella en que la que la intensidad cambia de dirección
periódicamente en un conductor. Como consecuencia del cambio periódico de polaridad de la
tensión aplicada en los extremos de dicho conductor.
Fue desarrollada e impulsada por el inventor, ingeniero mecánico, eléctrico y físico Nikola
Tesla. Todas las patentes referentes a esta corriente fueron cedidas a la empresa Westinghouse
Electric. Para conseguir capital y poder continuar los proyectos con la corriente alterna.
La forma de oscilación de la corriente alterna más comúnmente utilizada es la oscilación
senoidal, con la que se consigue una transmisión más eficiente de la energía, a tal punto que al
hablar de corriente alterna se sobrentiende que se refiere a la corriente alterna senoidal.
Sin embargo, en ciertas aplicaciones se utilizan otras formas de oscilación periódicas, tales
como la triangular o la cuadrada.
Las formas de onda no senoidales pueden descomponerse por desarrollo en serie de Fourier
en suma de ondas senoidales (onda fundamental y armónicos), permitiendo así el estudio
matemático y la de sus circuitos asociados.

3. La Corriente Alterna, utilizada genéricamente,
se refiere a la forma en la cual la electricidad llega a
los hogares y a las industrias. Sin embargo, las
señales de audio y de radio transmitidas por los
cables eléctricos, son también ejemplos de corriente
alterna. En estos usos, el fin más importante suele
ser la transmisión y recuperación de la información
codificada (o modulada) sobre la señal de la
corriente alterna.
La Corriente Continua, (abreviada CC en español,
así como CD por influencia del inglés DC, de direct
current) se refiere al flujo continuo de carga eléctrica a
través de un conductor entre dos puntos de distinto
potencial y carga eléctrica, que no cambia de sentido
con el tiempo. A diferencia de la corriente alterna, en la
corriente continua las cargas eléctricas circulan siempre
en la misma dirección. Aunque comúnmente se
identifica la corriente continua con una corriente
constante, es continua toda corriente que mantenga
siempre la misma polaridad, así disminuya su intensidad
conforme se va consumiendo la carga (por ejemplo
cuando se descarga una batería eléctrica).

4. Ejemplos De Aparatos Que Funcionen Con Corriente Alterna:
• Equipos de sonido.
• Televisores.
• Computadora.
• Plancha.
• Licuadora.
• Lavadoras.
• Sistemas eléctricos de vehículos.
• Bombillos y Lámparas.
• Cortadora de césped o podadoras.

5. Magnitudes Que Caracterizan A La Corriente Alterna
• Valor pico (Vp): Es el valor de cresta que alcanza la corriente alterna, puede ser positivo o
negativo, también se le conoce como valor máximo(Vmax).
• Valor instantáneo (Vi): Es el valor que toma la corriente en un momento determinado. Se
calcula a partir de la fórmula: Vi = Vmax * sen (wt). Donde wt es el ángulo en el que deseamos
obtener el valor instantáneo.
• Valor RMS (VRMS): Se define como el valor de una corriente rigurosamente constante
que al circular por una determinada resistencia óhmica pura produce los mismos efectos
caloríficos que dicha corriente variable VRMS = Vp / v2
• Periodo (T): Es el tiempo que tarda en producirse un ciclo completo de la corriente.
Corresponde con 360º. Para la corriente de red es de 16,6 ms.
• La frecuencia (F): Es el número de ciclos completos que se producen en 1 segundo. Se
calcula con la fórmula: f = 1/T

6. VENTAJAS DE LA CORRIENTE ALTERNA
La corriente alterna presenta ventajas decisivas de cara a la producción y transporte de la
energía eléctrica, respecto a la corriente continua:
1-Generadores y motores mas baratos y eficientes, y menos complejos.
2-Posibilidad de transformar su tensión de manera simple y barata (transformadores).
3-Posibilidad de transporte de grandes cantidades de energía a largas distancias con un
mínimo de sección de conductores ( a alta tensión).
4-Posibilidad de motores muy simples, (como el motor de inducción asíncrono de rotor en
cortocircuito).
5-Desaparición o minimización de algunos fenómenos eléctricos indeseables (magnetización
en las maquinas, y polarizaciones y corrosiones electrolíticas en pares metálicos).
Los Principales Parámetros Eléctricos Son:
• Corriente.
• Voltaje.
• Impedancia (Resistencia + Reactancia)
• Potencia. Corriente Eléctrica: Es el Flujo de cargas
eléctricas, que por unidad de tiempo, atraviesan
un área transversal Unidad: Amperio 1A = 1C/s.
La corriente Eléctrica, se debe a un
movimiento de los electrones en el interior del
material. Esta se mide en amperios y se indica
con la letra A.

7. El Voltaje: Es una magnitud física, con la cual podemos cuantificar o “medir” la diferencia de
potencial eléctrico o la tensión eléctrica entre dos puntos, y es medible mediante un aparato llamado
voltímetro. En cada país el voltaje estándar de corriente eléctrica tiene un número específico, aunque
en muchos son compartidos. Por ejemplo, en la mayoría de los países de América Latina el voltaje
estándar es de 220 voltios.
El símbolo con el cual es representado el voltaje o tensión eléctrica es V, que representa a la
unidad de medida que es el voltio o volt.
La Impedancia (Z): Es una medida de oposición que presenta un circuito a una corriente
cuando se aplica una tensión. La impedancia extiende el concepto de resistencia a los circuitos de
corriente alterna (CA), y posee tanto magnitud como fase, a diferencia de la resistencia, que sólo
tiene magnitud. Cuando un circuito es alimentado con corriente continua (CC), su impedancia es
igual a la resistencia, lo que puede ser interpretado como la impedancia con ángulo de fase cero.
Por definición, la impedancia es la relación (cociente) entre el fasor tensión y el fasor
intensidad de corriente: z=
𝒗
𝒊
El concepto de impedancia tiene especial importancia si la corriente varía en el tiempo, en
cuyo caso las magnitudes se describen con números complejos o funciones del análisis armónico. Su
módulo (a veces inadecuadamente llamado impedancia) establece la relación entre los valores
máximos o los valores eficaces de la tensión y de la corriente. La parte real de la impedancia es la
resistencia y su parte imaginaria es la reactancia.
El concepto de impedancia permite generalizar la ley de Ohm en el estudio de circuitos en
corriente alterna (CA), dando lugar a la llamada ley de Ohm de corriente alterna que indica: 𝑰 =
𝒗
𝒛

8. Resistencia: Se le denomina resistencia eléctrica a la oposición al flujo de electrones al
moverse a través de un conductor. La unidad de resistencia en el Sistema Internacional es el
ohmio, que se representa con la letra griega omega (Ω), en honor al físico alemán Georg Simón
Ohm, quien descubrió el principio que ahora lleva su nombre. Para un conductor de tipo cable, la
resistencia está dada por la siguiente fórmula: R= p
𝑳
𝑺
Donde ρ es el coeficiente de proporcionalidad o la resistividad del material, L es la longitud
del cable y S el área de la sección transversal del mismo.
La resistencia de un conductor depende directamente de dicho coeficiente, además es
directamente proporcional a su longitud (aumenta conforme es mayor su longitud) y es
inversamente proporcional a su sección transversal (disminuye conforme aumenta su grosor o
sección transversal).
Descubierta por Georg Ohm en 1827, la resistencia eléctrica tiene un parecido conceptual
con la fricción en la física mecánica. La unidad de la resistencia en el Sistema Internacional de
Unidades es el ohmio (Ω). Para su medición, en la práctica existen diversos métodos, entre los que
se encuentra el uso de un óhmetro. Además, su magnitud recíproca es la conductancia, medida
en Siemens.
Por otro lado, de acuerdo con la ley de Ohm la resistencia de un material puede definirse
como la razón entre la diferencia de potencial eléctrico y la corriente en que atraviesa dicha
resistencia, así: R=
𝑽
𝑰
Donde R es la resistencia en ohmios, V es la diferencia de potencial en voltios e I es la
intensidad de corriente en amperios.

9. También puede decirse que "la intensidad de la corriente que pasa por un conductor es
directamente proporcional a la diferencia de potencial e inversamente proporcional a su
resistencia"
Según sea la magnitud de esta medida, los materiales se pueden clasificar en conductores,
aislantes y semiconductor. Existen además ciertos materiales en los que, en determinadas
condiciones de temperatura, aparece un fenómeno denominado superconductividad, en el que el
valor de la resistencia es prácticamente nulo.
Reactancia: En electrónica y electrotecnia se denomina reactancia a la oposición ofrecida al
paso de la corriente alterna por inductores (bobinas) y condensadores, se mide en ohmios y su
símbolo es Ω. Junto a la resistencia eléctrica determinan la impedancia total de un componente o
circuito, de tal forma que la reactancia (X) es la parte imaginaria de la impedancia (Z) y la
resistencia (R) es la parte real, según la igualdad: 𝒁 = 𝑹 + 𝒋𝑿
Dependiendo del valor de la energía y la reactancia se dice que el circuito presenta:
• Si X>0, Reactancia Inducida ( 𝑿 𝑳 > 𝑿 𝑪).
• Si X= 0, No hay Reactancia y la Impedancia es puramente Resistiva (𝑿 𝑳 = 𝑿 𝑪).
• Si X<0, Reactancia Capacitiva (𝑿 𝑪 > 𝑿 𝑳 ).

10. Reactancia Capacitiva: La reactancia capacitiva se representa por 𝑿 𝑪 y su valor viene dado
por la fórmula: 𝑿 𝑪=
𝟏
𝝎𝑪
=
𝟏
𝟐𝝅𝒇𝑪
Reactancia Inductiva: La reactancia inductiva, es representada por 𝑿 𝑳 y su valor bien dado
por: 𝑿 𝑳= 𝝎𝑳 = 𝟐𝝅𝒇𝑳
En las que:
• 𝑿 𝑪= Reactancia Capacitiva en Ohmios.
• C= Capacidad Eléctrica en Faradios.
• f= Frecuencia de hercios.
• ω= Velocidad Angular.
• 𝑿 𝑳 = Reactancia Inductiva en Ohmios.
• L= Inductancia en Henrios.
Potencia: la potencia eléctrica, que es el resultado de multiplicar la diferencia de potencial
entre los extremos de una carga y la corriente que circula allí. Cantidad de energía eléctrica o
trabajo que se transporta o que se consume en una determinada unidad de tiempo.
En cuanto a las unidades de potencia, pueden reconocerse cuatro grandes sistemas. El
sistema internacional de unidades, cuya unidad más frecuente es el vatio o watt y sus múltiplos
(kilovatio, megavatio, etc.), aunque también puede utilizar combinaciones equivalentes como el
voltampere; el sistema inglés, que mide por caballo de fuerza métrico; el técnico de unidades, que
se basa en la caloría internacional por segundo; y el cegesimal, que calcula ergio por segundo.

11. Una línea de transmisión tiene cuatro parámetros que influyen en su aptitud para llenar
su función como componente de una red eléctrica. Estos parámetros son:
• Resistencia.
• Inductancia.
• Capacidad.
• Conductancia.

12. Inductancia: Es la propiedad o elemento de un circuito para retardar el cambio en la
corriente que pasa por el. El retraso esta acompañado por absorción o liberación de energía y se
asocia con el cambio en la magnitud del campo magnético que rodea los conductores.
La inductancia se define como la oposición de un elemento conductor (bobina) a cambios
en la corriente que circula a través de ella. La bobina o inductor por su forma ( espiras de alambres
arrollados) almacena energía en forma de campo magnético.
La inductancia se simboliza con la letra L y se mide en Henrios(H) y su representación
grafica es por medio de un hilo enrollado, lo que recuerda que la inductancia se debe a u
conductor ligado a un campo magnético.
La bobina o inductor, es el elemento que reacciona contra los cambios en la corriente a
través de el, generando un voltaje que se opone al voltaje aplicado y es proporcional al cambio de
la corriente.

13. Capacitancia: En electromagnetismo y electrónica, la capacidad eléctrica, que es también
conocida como capacitancia, es la propiedad que tienen los cuerpos para mantener una carga
eléctrica. La capacidad, es también una medida de la cantidad de energía eléctrica almacenada para
una diferencia de potencial eléctrico dada. El dispositivo más común que almacena energía de esta
forma es el condensador. La relación entre la diferencia de potencial (o tensión) existente entre las
placas del condensador y la carga eléctrica almacenada en éste, se describe mediante la siguiente
expresión matemática: 𝑪 =
𝑸
𝑽
Donde:
𝑪 = Es la capacidad, medida en faradios (en honor al físico experimental Michael Faraday);
esta unidad es relativamente grande y suelen utilizarse submúltiplos como el microfaradio o
picofaradio.
𝑸 = Es la carga eléctrica almacenada, medida en culombios;
𝑽 = Es la diferencia de potencial (o tensión), medida en voltios.
Cabe destacar que la capacidad es siempre una cantidad positiva y que depende de la
geometría del condensador considerado (de placas paralelas, cilíndrico, esférico). Otro factor del que
depende es del dieléctrico que se introduzca entre las dos superficies del condensador. Cuanto mayor
sea la constante dieléctrica del material no conductor introducido, mayor es la capacidad.
El valor de la capacitancia de un capacitor se mide en faradios (F); denominados así en honor al
físico inglés Michael Faraday (1791-1867).
Un faradio es una gran cantidad de capacitancia. La mayoría de los dispositivos eléctricos
domésticos contienen capacitores que producen solo una fracción de un faradio, a menudo una
millonésima parte de un faradio (o microfaradio, F) o tan pequeños como un picofaradio (una
billonésima parte, pF). Por otra parte, los supercapacitores pueden almacenar grandes cargas
eléctricas de miles de faradios.

14. La capacitancia puede aumentar cuando:
• Las placas de un capacitor (conductores) están colocadas más cerca entre sí.
• Las placas más grandes ofrecen más superficie.
• El dieléctrico es el mejor aislante posible para la aplicación.
• En los circuitos eléctricos, los capacitores se usan
con frecuencia para bloquear la corriente continua
(CC), a la vez que permiten el flujo de la corriente
alterna (CA).
• Algunos multímetros digitales ofrecen una función
para medir la capacitancia, entonces los técnicos
pueden:
• Identificar un capacitor desconocido o sin etiqueta.
• Detectar capacitores abiertos o en cortocircuito.
• Medir directamente los capacitores y mostrar su
valor
Los capacitores vienen en varias formas.

15. Circuitos Eléctricos: Un circuito es una red electrónica (fuentes, interruptores y
semiconductores) que contiene al menos una trayectoria cerrada. Un circuito lineal, que consta de
fuentes, componentes lineales (resistencias, condensadores, inductores) y elementos de distribución
lineales (líneas de transmisión o cables), tiene la propiedad de la superposición lineal. Además, son
más fáciles de analizar, usando métodos en el dominio de la frecuencia, para determinar su
respuesta en corriente directa, en corriente alterna y transitoria.
Generalmente en los circuitos electrónicos, estas redes no son lineales y requieren diseños y
herramientas de análisis mucho más complejos.

16. PARTES DE UN CIRCUITO ELÉCTRICO:
Generador: Producen y mantienen la corriente eléctrica por el circuito. Son la fuente de
energía. Hay 2 tipos de corrientes: corriente continua y alterna
Conductores : Es por donde se mueve la corriente eléctrica de un elemento a otro del circuito.
Son de cobre o aluminio, materiales buenos conductores de la electricidad, o lo que es lo mismo que
ofrecen muy poca resistencia a que pase la corriente por ellos. Hay muchos tipos de cables eléctricos
diferentes, en el enlace puedes ver todos.
Receptores: Son los elementos que transforman la energía eléctrica que les llega en otro tipo
de energía. Por ejemplo las bombillas transforma la energía eléctrica en luminosa o luz, los
radiadores en calor, los motores en movimiento, etc.
Elementos de mando o control: Permiten dirigir o cortar a voluntad el paso de la corriente
eléctrica dentro del circuito. Tenemos interruptores, pulsadores, conmutadores, etc.
Elementos de protección : Protegen los circuitos y a las personas cuando hay peligro o la
corriente es muy elevada y puede haber riesgo de quemar los elementos del circuito. Tenemos
fusibles, magneto térmicos, diferenciales, etc.

17. Potencia Eléctrica: La potencia eléctrica es la proporción por unidad de tiempo, o ritmo, con la
cual la energía eléctrica es transferida por un circuito eléctrico. Es decir, la cantidad de energía
eléctrica entregada o absorbida por un elemento en un momento determinado. La unidad en el
Sistema Internacional de Unidades es el vatio o watt (W).
Potencia es la velocidad a la que se consume la energía. Si la energía fuese un líquido, la
potencia sería los litros por segundo que vierte el depósito que lo contiene. La potencia se mide en
joule por segundo (J/seg) y se representa con la letra “P”.
Un J/seg equivale a 1 watt (W), por tanto, cuando se consume 1 joule de potencia en un
segundo, estamos gastando o consumiendo 1 watt de energía eléctrica.
La unidad de medida de la potencia eléctrica “P” es el “watt”, y se representa con la letra “W”.
Formulas

18. Tipos de Potencia
Potencia Activa: Es la potencia en que el proceso de transformación de la energía eléctrica se
aprovecha como trabajo útil, los diferentes dispositivos eléctricos existentes convierten la energía
eléctrica en otras formas de energía tales como: mecánica, lumínica, térmica, química, etc. Está dado
por un numero real “La intensidad y la tensión en una resistencia por ejemplo un calefactor,
conectada en un circuito de corriente alterna tienen la misma fase. La curva de potencia activa es
siempre positiva.”
Cuando se conecta una resistencia (R) o carga resistiva en un circuito de corriente alterna, el
trabajo útil que genera dicha carga determinará la potencia activa que tendrá que proporcionar la
fuente de fuerza electromotriz (FEM). La potencia activa se representa por medio de la letra (P) y su
unidad de medida es el watt (W).
Los múltiplos más utilizados del watt son: el kilowatt (kW) y el megawatt (MW) y los
submúltiplos, el miliwatt (mW) y el microwatt ( W).
La fórmula matemática para hallar la potencia activa que consume un equipo eléctrico
cualquiera cuando se encuentra conectado a un circuito monofásico de corriente alterna es la
siguiente: P = I * U cos Ø
Donde:
• V = Voltaje de la corriente, expresado en volt.
• I = Intensidad de la corriente eléctrica, expresada en ampere (A).
• cos Ø = cos del ángulo o factor de potencia.

19. Potencia Reactiva: Potencia disipada por las cargas reactivas (Bobinas o inductores y
capacitores o condensadores). Se pone de manifiesto cuando existe un trasiego de energía entre los
receptores y la fuente, provoca pérdidas en los conductores, caídas de tensión en lo mismos, y un
consumo de energía suplementario que no es aprovechable directamente por los receptores. Como
está conformada por bobinas y capacitores es importante saber que las bobinas se toman positivas y
los condensadores negativos. Estos se pueden sumar algebraicamente.
Generalmente está asociada a los campos magnéticos internos de los motores y
transformadores. Se mide en KVArth. Como esta energía provoca sobrecarga en las líneas
transformadoras y generadoras, sin producir un trabajo útil, es necesario neutralizarla o
compensarla.
La potencia reactiva está en el eje imaginario Y, y la activa en el eje real X, por lo cual forma un
triángulo rectángulo cuya magnitud de la hipotenusa es denominado potencia "aparente".
La potencia reactiva o inductiva no proporciona ningún tipo de trabajo útil, pero los dispositivos
que poseen enrollados de alambre de cobre requieren ese tipo de potencia para poder producir el
campo magnético con el cual funcionan. La unidad de medida de la potencia reactiva es el volt-
ampere reactivo(VAR). Está dada por números imaginarios.
La fórmula matemática para hallar la potencia reactiva de un circuito eléctrico es la siguiente:
P = I * U sen Ø
Donde:
• V = Voltaje de la corriente, expresado en volt.
• I = Intensidad de la corriente eléctrica, expresada en ampere (A).
• sen Ø = seno del ángulo.

20. Potencia Aparente O Total: La potencia aparente (S), llamada también "potencia total", es el
resultado de la suma geométrica de las potencias activa y reactiva. Esta potencia es la que
realmente suministra una planta eléctrica cuando se encuentra funcionando al vacío, es decir, sin
ningún tipo de carga conectada, mientras que la potencia que consumen las cargas conectadas al
circuito eléctrico es potencia activa (P).
La potencia aparente se representa con la letra “S” y su unidad de medida es el volt-ampere
(VA). La fórmula matemática para hallar el valor de este tipo de potencia es la siguiente: S = V * I
Donde:
S = Potencia aparente o total, expresada en volt-ampere (VA).
V = Voltaje de la corriente, expresado en volt.
I = Intensidad de la corriente eléctrica, expresada en ampere (A).
En un circuito de corriente alterna, se pueden llegar a encontrar tres tipos de potencias diferentes: