Page 651 - Física Tippens: Conceptos y Aplicaciones, Séptima Edición Revisada

632 C apítulo 32 C ircuitos de corriente alterna

La oposición a la comente alterna se presenta también debido a la capacitancia en un
circuito. La reactancia capacitiva Xc se determina con

* c = (32.25)
2 TTfC

donde C = capacitancia
f — frecuencia de la corriente alterna
La reactancia capacitiva se expresa en ohms cuando C está en farads y f en hertz. Una vez
que se conoce la reactancia Xc de un condensador, la corriente efectiva i puede calcularse con
base en la expresión
(32.26)
donde V es el voltaje aplicado.

Circuito en serie de ca

En general, un circuito de ca consta de resistencia, capacitancia e inductancia en cantidades
variables. Una combinación en serie de estos parámetros se ejemplifica en la figura 32.10. La
caída total del voltaje en el circuito de cd es simplemente la suma de las caídas de potencial
a través de cada elemento del circuito. En el circuito de ca, sin embargo, el voltaje y la co­
rriente no están en fase entre sí. Recuerde que V siempre está en fase con la corriente, pero
VL se adelanta a ella en 90° y Vc se atrasa respecto a ella en 90°. Es obvio que si vamos a
R L determinar el voltaje efectivo V de todo el circuito debemos encontrar un método que tome
r V W ----- en cuenta las diferencias de fase.
La mejor forma de realizar esto es por medio de un diagrama de vectores llamado diagra­
ma de fase (véase la figura 32.11). En este método, los valores efectivos de VR, VL y VQ se
Fuente de ca grafican como vectores giratorios. La relación de fase se expresa en términos del ángulo de
fase O, que es una medida del grado de adelanto del voltaje con relación a la corriente en un
o -
elemento específico del circuito. Por ejemplo, en una resistencia pura, el voltaje y la corriente
Figura 32.10 Circuito están en fase y O = 0. En un inductor, O = +90°, y en un condensador O = —90°. El ángu­
de ca en serie que contiene lo de fase negativo se presenta cuando el voltaje se atrasa respecto a la corriente. Siguiendo
resistencia, inductancia y
este esquema, VR aparece como vector a lo largo del eje x, VL se representa por un vector que
capacitancia.
apunta verticalmente hacia arriba, y Vc se dirige hacia abajo.
El voltaje efectivo V en un circuito de ca se define como el vector suma de V V y Vc tal
como éstos se representan en el diagrama de fase. A partir de la figura 32.11 se advierte que
la magnitud de V es
V = V v ¡ + (VL - Vc)2 (32.27)
Debe comprobar esta ecuación aplicando el teorema de Pitágoras al diagrama vectorial.

(a)
Figura 32.11 Diagrama de fase.