L'anàlisi de circuits de corrent altern en el domini del temps on apareguin combinacions de resistències, inductàncies i capacitats, és feixuga, donat que s'han de resoldre equacions integro-diferencials.

            En els circuits alimentats per una única font de tensió o corrent alterns, de freqüència   f   i treballant en règim permanent sinusoïdal -rps-, es avantatjós emprar nombres complexos per analitzar-los ja que faciliten els càlculs. Aquest mètode transforma les equacions integro-diferencials en el domini del temps, en equacions algebraiques en el domini de la freqüència. A més,  proporciona una representació gràfica del funcionament del circuit molt més clara que no pas en el domini del temps.

            De les diverses formes d'expressar els nombres complexos, vistes a l'apèndix  Introducció als Nombres Complexos, en el cas que ens ocupa ens interessen especialment les formes exponencial i trigonomètrica. La fórmula de Euler:

on   V   és l'amplitud o valor màxim o de pic de la tensió que, per definició, és un nombre real positiu i   a  un angle que fent-lo variar de  0  a  2π   radians -o de   0   a   360o   sexagesimals- la tensió pren tots els valors possibles al llarg d'un període   T = 1 / f .

            I ara el quid de la qüestió: comparant (3) i (2),  es pot veure a   v(a)   com la part real del nombre complex    , i ho expressem així:

            Per obtenir una funció periòdica sinusoïdal en funció del temps, només cal expressar l'angle com una variable proporcional al temps:  a = ωt   on la constant de proporcionalitat   ω   és la velocitat angular -o també freqüència angular- a la que gira el complex:    ω  = 2π / T = 2πf .   El sentit de gir es pren el positiu, és a dir, en sentit contrari al moviment de les busques d'un rellotge. Així, la (4) es transforma en la (5).

i la (7) ens diu que per a   t = 0 ,  el complex forma un angle   φ   -angle o fase inicial-  amb el semieix real positiu, i la seva projecció    V cosα    sobre l'eix ens dóna el valor de la tensió en aquest instant.  Per simplificar la notació es fa: 

és el fasor de la tensió, el qual és igual al fasor del corrent multiplicat pel factor d'escala   R , és a dir, ambdós fasors estan superposats o, el que és el mateix, estan en fase (φv = φi). El subíndex   v   de l'angle indica que correspon a la tensió.

 

            Raoneu les representacions.

            Si   i(t)   és el corrent de desplaçament en un condensador lineal de valor   C  -que és una constant real i positiva- , la tensió en borns de   C   val:

            Raoneu les representacions

            Amb un exemple es veuran els avantages d'emprar fasors. Aplicant la LKV al circuit de la figura:

            A  les  figures  s'ha  representat  el  cas  on  la reactància inductiva predomina sobre la capacitiva:  ωL >1/ωC , és a dir,   VL >VC , amb la qual cosa l'avançament de   V  respecte de   I  està comprès entre  0  i  90o -raoneu-ho.  Quan la reactància capacitiva predomina sobre la inductiva, és el retard de   V   respecte de   I   el que està comprès entre   0   i   90o -raoneu-ho.  Si es compleix que  ωL =1/ωC , ambdues reactàncies es cancel·len ,  V i  I   estan en fase i el circuit es comporta com si només hi hagués la resistència  R  -raoneu-ho. En aquest cas es diu que hi ha ressonància de tensions:  VL = VC .

          Suggeriment: analitzeu un circuit paral·lel  RLC  per comprovar que els fasors dels corrents compleixen la  LKC. Igual que en el circuit sèrie, raoneu sobre les diferents situacions que es poden donar i sobre la ressonància de corrents.

Escriure un comentari


Códi de seguretat
Actualitzar

EU e-Privacy Directive

This website uses cookies to manage authentication, navigation, and other functions. By using our website, you agree that we can place these types of cookies on your device.

View e-Privacy Directive Documents

You have declined cookies. This decision can be reversed.

You have allowed cookies to be placed on your computer. This decision can be reversed.