- Valor máximo de una forma de onda de CA
- Valores instantáneos de voltaje y corriente
- Valor promedio de una forma de onda de CA
- Valor cuadrático medio (RMS) de una forma de onda de CA
- Factor de forma
- Factor de cresta
Esta serie de circuitos de CA nos ha llevado en un viaje que nos ha visto discutir de qué se trata realmente la CA, cómo se genera, algunas historias, conceptos detrás de la CA, su forma de onda, características y algunas propiedades. Hoy repasaremos algunos términos y cantidades asociados con la corriente alterna.
Valor máximo de una forma de onda de CA
Una de las propiedades clave de una forma de onda de CA, además de la frecuencia y el período, es la amplitud, que representa el valor máximo de una forma de onda alterna o, como mejor se sabe, el valor pico.
Pico, como lo indica la palabra, es el valor más alto alcanzado por la forma de onda de una corriente alterna (o voltaje) durante un medio ciclo de la forma de onda medida desde el punto de inicio de la línea base en cero. Esto nos da una de las principales diferencias entre CA y CC, ya que las señales basadas en CC son señales de estado estable, por lo que mantienen una amplitud constante que siempre es igual a la magnitud de la corriente o voltaje CC. En ondas sinusoidales puras, el valor de pico es siempre el mismo para los semiciclos positivos y negativos que hacen un ciclo completo (+ Vp = -Vp), pero esto no es válido para otras formas de onda no sinusoidales utilizadas para representar la alternancia corriente, ya que diferentes semiciclos tienden a tener diferentes valores pico.
Valores instantáneos de voltaje y corriente
El valor instantáneo de un voltaje o corriente alterna es el valor de la corriente o voltaje en un instante particular de tiempo durante el ciclo de la forma de onda.
Considere la imagen a continuación.
El valor instantáneo del voltaje viene dado por la ecuación;
V = Vpsin2πFt
Donde Vp = valor del voltaje pico
El valor instantáneo de la corriente también se obtiene mediante una expresión similar
I = Ipsin2πFt
Valor promedio de una forma de onda de CA
El valor medio o valor medio de una corriente alterna es el promedio de todos los valores instantáneos durante un medio ciclo. Es la relación entre todos los valores instantáneos y el número de valores instantáneos seleccionados durante un medio ciclo.
El valor promedio de una forma de onda de CA lo da la ecuación;
Donde V1… Vn es el valor instantáneo de voltaje durante el medio ciclo.
El valor medio también viene dado por la ecuación;
Vavg = 0,637 * Vp
Donde Vp es el valor máximo / pico de voltaje en ese ciclo.
Esta misma ecuación también es válida para la corriente y todo lo que tenemos que hacer es cambiar el voltaje en la ecuación por la corriente.
El valor promedio de una onda de CA solo se mide durante medio ciclo por una razón singular; cuando se mide durante un ciclo completo, el valor promedio resultante es siempre igual a cero porque el valor promedio del semiciclo positivo cancelará el del semiciclo negativo y, como resultado, la expresión basada en la ecuación dada arriba se evaluará como cero.
Valor cuadrático medio (RMS) de una forma de onda de CA
La raíz cuadrada de la suma de los cuadrados de los valores medios de una corriente o voltaje alternos se denomina raíz cuadrada media o valor RMS del voltaje o la corriente. Está dado por la relación;
Donde i1 a in representan valores instantáneos de corriente.
O
Donde Ip es la corriente máxima o pico.
El mismo conjunto de ecuaciones es válido para el voltaje y solo necesitamos reemplazar la corriente con voltaje en las ecuaciones.
Es aconsejable que los valores RMS de voltaje y corriente se utilicen tanto como sea posible cuando se realizan cálculos relacionados con la corriente alterna, excepto cuando se realizan cálculos relacionados con la potencia promedio. La razón de esto es el hecho de que la mayoría de los instrumentos de medición (multímetros) utilizados para medir la tensión y la corriente alternas dan sus salidas como valores rms. Por lo tanto, en la medida de lo posible para evitar errores, solo se debe usar Vp para encontrar Ip y Vrms para encontrar Irms y viceversa, ya que estas cantidades son completamente diferentes entre sí.
Factor de forma
Otra cantidad asociada con una corriente alterna que debemos considerar es el factor de forma.
El factor de forma es un parámetro que se utiliza para describir las formas de onda de CA y se da por la relación entre el valor RMS de la cantidad alterna y el valor promedio.
Donde Vp es el voltaje máximo o pico.
Una de las formas de determinar si una onda sinusoidal es pura es a través del factor de forma, que para una onda sinusoidal pura siempre dará un valor de 1,11.
También podemos derivar Irms de la ecuación anterior como:
Factor de forma = (0,707 x Vp) / (0,637 x Vp) 1,11 = Irms / Vavg Irms = 1,11 x Vavg
Otra aplicación de los factores de forma se encuentra en los multímetros digitales que se utilizan para medir la corriente alterna o el voltaje. La mayoría de estos medidores generalmente se escalan para mostrar el valor RMS de las ondas sinusoidales que están diseñados para obtener calculando el valor promedio y multiplicándolo por el factor de forma de una sinusoide (1.11), ya que puede ser un poco difícil calcular digitalmente el valor. valores rms. Por lo tanto, a veces, para formas de onda de CA que no son sinusoidales puras, la lectura de un multímetro puede ser un poco inexacta.
Factor de cresta
La última cantidad asociada a la corriente alterna de la que hablaremos en este artículo es el factor de cresta.
El factor de cresta es la relación entre el valor máximo de una corriente o voltaje alterno y la raíz cuadrada media de la forma de onda. Matemáticamente, está dado por la ecuación;
Donde Vpeak es la amplitud máxima de la forma de onda.
Para una onda sinusoidal pura, similar al factor de forma, el factor de cresta siempre se fija en 1,414.
También podemos derivar Irms de la ecuación anterior como:
1,414 = Vpico / (0,707 x Vpico) Vrms = V pico / 1,414 Vrms = 0,707 x Vpico
El factor de cresta es principalmente una indicación de qué tan altos son los picos de una cantidad alterna. En la corriente continua, por ejemplo, el factor de cresta siempre es igual a 1, lo que indica la falta de picos en la forma de onda de una corriente continua.
Para servir como una especie de punto clave a continuación, hay una tabla que muestra los factores de forma y los factores de cresta de los diferentes tipos de formas de onda utilizadas para representar formas de onda de CA.
