Formas de onda y teoría AC

Formas de onda y teoría AC

 

Introducción a AC Wave

La corriente alterna es aquella que cambia su dirección periódicamente. Como discutimos anteriormente, la corriente alterna es bidireccional por naturaleza. La forma de onda de CA es la que representa/describe todos los caracteres de la corriente alterna.

En general, representaremos la forma de onda AC por forma de onda sinusoidal y sus fórmulas matemáticas son

A (t) = A sin (2πƒt)

Donde,

A es la amplitud de la señal

t es el período de tiempo

f es la frecuencia de la señal

En el proceso de generación de corriente alterna, un cable o bobina se gira en un campo magnético producido por 2 imanes. Si graficamos las instancias de la bobina/cable móvil con respecto al tiempo, formará un gráfico de corriente alterna que se llama “forma de onda de CA”. Las formas de onda de corriente alterna varían con el tiempo, por lo que también se conocen como señales dependientes del tiempo o señales periódicas.

Según los métodos de generación de corriente alterna, obtendremos diferentes tipos de formas de onda. Pero la forma de onda sinusoidal es la forma de onda más utilizada para describir la corriente alterna.

Representación de forma de onda de CA

Con la ayuda de una forma de onda sinusoidal, podemos comprender todas las características y la evolución de la corriente alterna. Representamos la onda sinusoidal con su amplitud con respecto a su período de tiempo. La amplitud (o a veces llamada como voltaje) se representa en el eje vertical y el eje horizontal representa el período de tiempo.

En la expresión de la forma de onda CA, A (t) = A sin (2πƒt), A (t ) es la función que varía con respecto al tiempo. En general, la forma de onda de CA será la que se muestra a continuación.

 AC WAVE FORM REPRESENTATION

La forma de onda de CA tiene la misma amplitud tanto en medio ciclo positivo como en medio ciclo negativo. La amplitud de la forma de onda se medirá con respecto al tiempo. Es por eso que la forma de onda de CA depende del tiempo.

Tipos de forma de onda periódica

Hay hay muchos tipos de formas de onda con las que podemos explicar la corriente alterna. Como la corriente de CA depende del tiempo, es decir, periódica, todas las formas de onda que se usan para describir la corriente de CA también son periódicas. Los otros tipos de formas de onda que se utilizan comúnmente para representar la corriente alterna se detallan a continuación.

  • Onda sinusoidal
  • Onda cuadrada
  • Sierra-onda dental
  • Onda triangular

Como ya estamos familiarizados con la onda sinusoidal, comencemos desde la forma de onda cuadrada.

Forma de onda cuadrada

Las formas de onda cuadrada se utilizan principalmente para representar las señales eléctricas, como las salidas del circuito de tensión y también para la representación de la señal del reloj. Estos son de naturaleza simétrica, lo que significa que representan la misma duración en las formas de onda positiva y negativa.

Estas formas de onda no son redondeadas. En lugar de estar en las amplitudes máximas, tienen altibajos verticales con la parte superior plana en el nivel de voltaje máximo. Debido a la parte superior plana, parecen de forma cuadrada. Es por eso que se les llama “formas de onda cuadrada”. El ejemplo de onda cuadrada se muestra en la figura siguiente

 square wave

Ya aprendimos que las formas de onda cuadrada son de naturaleza simétrica. En esto, el tiempo necesario para completar el medio ciclo positivo debe ser igual al tiempo necesario para completar el medio ciclo negativo. Para que podamos calcular el ciclo de trabajo de la onda cuadrada mediante el cálculo del tiempo de subida y los tiempos de caída. El ciclo Duty significa “El tiempo tomado para el medio ciclo positivo por la forma de onda”.

Si decimos que el tiempo para el ciclo medio + ve es “a tiempo” y el tiempo necesario para el-ve medio ciclo es “Hora de apagado”. La frecuencia de la forma de onda cuadrada se puede encontrar con la fórmula dada.

Frequency = 1/(tiempo “ON” + tiempo “OFF”)

La mayoría de las formas de onda del circuito electrónico digital se representan solo en formas de onda cuadrada.

SAW-DIENTE forma de onda

Este es otro tipo de forma de onda periódica. En esta forma de onda los picos de la forma de onda en momentos extremos (bajo o alto) son como dientes de hoja de sierra. Es por eso que llamamos esto como forma de onda de diente de sierra. Las formas de onda del diente de sierra son de dos tipos. Una de ellas es la onda de diente de sierra de rampa positiva y otra es la forma de onda de diente de sierra de rampa negativa. En la ola de diente de sierra de rampa positiva, tiene un tiempo de subida lento y una caída fuerte y pronunciada.

 Forma de onda de diente de sierra de rampa positiva

En la ola de diente de sierra de rampa negativa, tiene un tiempo de subida rápido y una caída lenta y empinada.

 forma de onda de diente de sierra de rampa negativa

La forma de onda de diente de sierra más utilizada es la onda de rampa positiva. Tiene la frecuencia en la relación de armónicos pares como 1/2, 1/4, 1/6 1/8… 1/n, etc.

La forma de onda del diente de sierra es utilizada por los músicos para producir la sonido de alta claridad en dispositivos de audio, debido a su alta capacidad armónica.

Onda triangular

Las ondas triangulares son aquellas que oscilarán entre valores positivos y negativos Estos también son bidireccionales por naturaleza. Su forma es similar a la de la onda de diente de sierra de rampa positiva lineal. Las ondas triangulares tienen un tiempo de subida lento y tiempos de decaimiento endrénico.

La tasa de cambio de voltajes en las formas de onda triangulares, en sus semiciclos positivos y negativos es igual.

Forma de onda triangular Las formas de onda triangulares tienen su ciclo de trabajo como 50%, ya que toma el mismo tiempo para subir y bajar. La frecuencia de la onda triangular es el promedio de su nivel de voltaje.

AC Características de la forma de onda

La forma de onda de CA se puede explicar por sus caracteres clave básicos como amplitud, frecuencia, período de tiempo.

Amplitud

El valor máximo de corriente o voltaje se conoce como “Amplitud”. Esto se representa por el pico positivo o el valor máximo negativo de la onda sinusoidal. Este nivel de voltaje máximo también se dice que es el voltaje máximo. Puede ser positivo o negativo. El signo negativo en el valor indica la dirección del flujo actual.

 Representación de la amplitud de una forma de onda

Periodo de tiempo

El tiempo necesario para completar un ciclo completo se conoce como” Periodo de tiempo “. Se denota como ‘T’. El período de tiempo se puede calcular comenzando desde cualquier punto en la onda sinusoidal de CA. No importa dónde comencemos a medir el período de tiempo, se trata de completar un ciclo completo.

 Representación del período de tiempo de una forma de onda

Frecuencia

La frecuencia de una forma de onda es el recíproco de su período de tiempo. También se puede explicar como “La cantidad de veces que se produce el ciclo de onda sinusoidal en un segundo”. La frecuencia se mide en HERTZ, con el nombre de un científico alemán Henrich Hertz, quien demostró la existencia de ondas electromagnéticas.

Se representa con la letra ‘f’

La frecuencia puede ser medido por la fórmula dada a continuación.

Frecuencia = 1/Periodo de tiempo.

Resumen

  • La corriente que cambia su dirección periódicamente se denomina “Corriente alterna” o “Corriente alterna”.
  • La forma de onda que representa las características de la forma de onda de CA se conoce como “formas de onda de CA”.
  • Generalmente usamos ondas sinusoidales para explicar las características de la corriente alterna.
  • Hay muchos otros tipos de formas de onda con el que podemos explicar sobre la corriente alterna. Son
    • Forma de onda cuadrada
    • Forma de onda triangular
    • Sierra-forma de onda dental
  • Las características básicas de la forma de onda de CA son la amplitud, el período de tiempo y la frecuencia.

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