Circuitos de corriente alterna

Existen tres tipos o clases de receptores, las resistencias, las bobinas y los condensadores. Pues bien, ahora vamos a analizar como se comportan estos receptores cuando se les somete a la circulación de una corriente alterna.

Circuito con resistencia

En este tipo de circuito, tanto la intensidad como la tensión se encuentran en fase entre ellas. También, podemos decir que se cumple la ley de ohm, aunque los valores no son los totales, es decir, hay que utilizar la tensión y la intensidad eficaz, nunca la de pico. Este es un error frecuente cuando se efectúan cálculos con este tipo de circuitos. Así que disponemos de la siguiente ecuación con los valores de la tensión y la intensidad eficaces:



Asimismo, sabemos que una resistencia tiene un consumo calorífico y, por lo tanto, podemos calcular la potencia de la resistencia con estas dos fórmulas, que vienen a ser lo mismo pero expresado de diferente manera:

Circuito con bobina

Si hacemos circular una corriente alterna por una bobina, aparecerá un campo magnético. Las líneas de fuerza generadas en ese campo magnético cortan a los conductores de la bobina, por tanto, se genera unas f.e.m. que se oponen a la corriente que las ha generado (ley de Lenz).
Ahora bien, según lo dicho, como la corriente es alterna cuando la función senoidal tiende a subir también lo hace el campo magnético y, aparecen las f.e.m. que oponen una resistencia a la corriente. Esta es la razón, por la cual, la intensidad siempre se desfasa 90° respecto a la tensión en un circuito con una bobina.
Cuando la función senoidal de la corriente disminuye, el campo magnético también disminuye, pero se producen otras f.e.m. que oponen resistencia a que desaparezca la corriente, en este momento, se dice que la bobina descarga sobre el generador el campo magnético generado.
La oposición que realizan las f.e.m. se denominan reactancia inductiva y es un concepto que se puede calcular con la siguiente ecuación:



Donde:
X_L: Es la reactancia inductiva expresada en ohmios.
f: Es la frecuencia expresada en hertzios.
L: Es el coeficiente de autoinducción de la bobina, expresada en henrios.

Si queremos calcular la intensidad, usaremos la siguiente fórmula teniendo en cuenta de que, tanto la tensión como la intensidad, son valores eficaces:



Como ya sabemos, los valtímetros están para medir las potencias. En el caso de un circuito con bobina no es posible medir la potencia porque su valor es cero (siempre que la bobina sea pura, es decir, en la teoría). Esto sucede porque con un circuito con bobina pura, no existe ningún consumo de energía, pues el campo magnético es devuelto intacto al generador sin haber ocasionado consumo alguno (en la teoría).
Aún así, circula cierta intensidad por los conductores con las cargas y descargas de la bobina que genera cierta potencia reactiva variable, cuya ecuación para poder calcularla es :



Y que se mide en voltiamperios reactivos VAR.

Circuito con condensador

Cuando conectamos un condensador a un generador de corriente alterna, sucede que, mientras se esta cargando el condensador, la tensión va creciendo, mientras que la intensidad va disminuyendo. Por este motivo, podemos decir que en un circuito con condensador primero aparece la intensidad y después la tensión. Este adelanto de la intensidad respecto a la tensión corresponde a 90°.
A la resistencia que hace el condensador a la corriente se le denomina reactancia capacitiva (X_c), cuya fórmula para poder calcularla es:



En el caso que deseemos calcular su intensidad o tensión eficaces, usaremos la fórmula:



En un condensador la medición de la potencia con un valtímetro da como resultado 0, lo mismo que ocurre con un circuito con bobina. Esto es así porque en los 90° de carga del condensador, el condensador se carga de energía electrostática. Una vez se ha cargado el condensador, en los siguientes 90° el condensador devuelve la energía al generador con su propia descarga.
La potencia generada se encuentra en el intercambio constante de energía entre el condensador y el generador y, viceversa. Así, tenemos una potencia reactiva Q_c que se mide, al igual que con el circuito de la bobina, en voltiamperios reactivos (VAR) y, cuya fórmula es: