El análisis de los circuitos de CC no tiene mayores complicaciones, pero cuando utilizamos corriente alterna la situación es muy diferente. En esta serie de artículos veremos que pasa cuando conectamos distintos tipos de cargas a una fuente de CA, comenzando el análisis con los circuitos resistivos.

 

A lo largo de esta serie de artículos utilizaremos algunos conceptos y terminología específicos de la corriente alterna que tal vez te convenga repasar viendo este artículo y este otro, publicados con anterioridad.

Corriente_alterna

Circuito con resistencia pura

Un circuito de este tipo es el más común. La resistencia puede ser la de un calefactor, un resistor o hasta la resistencia de los mismos conductores.

Cuando se le aplica corriente alterna, la resistencia se comporta de la misma forma que cuando se le aplica corriente continua. La corriente que circula por la resistencia será la que determine la ley de Ohm, usando valores eficaces:

Corriente circuito R

Si vemos las formas de onda de la tensión y la corriente con la ayuda de un osciloscopio, veremos algo como lo que muestra la Fig. 1. En esta figura se puede apreciar que las dos ondas varían en forma conjunta: los máximos y los ceros coinciden, razón por la cual se dice que están en fase. A la izquierda de la Fig. 1 se puede ver la representación vectorial de la Tensión (V) y la Corriente (I). Ambos vectores tienen la misma dirección.

Fasores circuito R

Fig. 1. Tensión y corriente en un circuito con resistencia pura

En este simulador puedes ver cómo varían la tensión y la corriente

El cálculo de la potencia en un circuito como este debería realizarse multiplicando el valor de tensión por el de corriente en cada instante de tiempo. No lo haremos punto por punto, pero observando la Fig. 1 nos damos una idea de cómo va a variar la potencia en cada instante: cuando V e I son 0, la potencia también, cuando V e I alcanzan su valor máximo también la potencia tendrá su máximo, cuando V e I son positivos la multiplicación da un resultado positivo, pero también cuando ambas son negativas. Todo esto está representado gráficamente en la Fig. 2:

Potencia en circuito R

Fig. 2. Potencia en un circuito con resistencia pura

En el gráfico de la potencia vemos que la misma es siempre positiva, lo que significa que la resistencia gasta o consume energía permanentemente del generador. En la misma gráfica se puede apreciar una línea horizontal que representa la potencia media que es la que mediríamos con un vatímetro. A esta potencia también se la denomina potencia activa (P), se mide en Watts o Vatios y se la puede calcular multiplicando la tensión eficaz por la corriente eficaz:

Formula potencia circuito R

Ejemplo:

Calcular la potencia activa que aparece en una resistencia calefactora de 50 ohms cuando se la conecta a una tensión de 220V eficaces.

Solución: Calculamos primero la corriente eficaz:

I = V/R = 220V / 50Ω = 4,4 Amperes

Y ahora calculamos la potencia:

P = R*I2 = 50 Ω * (4,4 A)2 = 50 x 19,36 = 968 W

También podríamos haber aplicado en forma directa la fórmula P = V2/R

P = V2/R = (220)2 / 50 = 48400 / 50 = 968 W

 

 

En los siguientes artículos veremos cómo se comporta un circuito inductivo puro, un circuito capacitivo puro y qué es la impedancia.

En esta página puedes acceder a un simulador para ver como cambian la tensión y la corriente en un circuito de este tipo.