Fase CA

Las cosas comienzan a complicarse cuando necesitamos relacionar dos o más voltajes o corrientes de CA que están desfasados ​​entre sí. Por "fuera de sintonía", me refiero a que las dos formas de onda no están sincronizadas:que sus picos y puntos cero no coinciden en los mismos puntos en el tiempo. El gráfico de la siguiente figura ilustra un ejemplo de esto.

Formas de onda fuera de fase.

Las dos ondas que se muestran arriba (A versus B) tienen la misma amplitud y frecuencia, pero no están sincronizadas entre sí. En términos técnicos, esto se denomina cambio de fase . Anteriormente vimos cómo podíamos trazar una "onda sinusoidal" calculando la función sinusoidal trigonométrica para ángulos que van de 0 a 360 grados, un círculo completo.

El punto de inicio de una onda sinusoidal era amplitud cero a cero grados, progresando a amplitud positiva total a 90 grados, cero a 180 grados, negativo total a 270 grados y de regreso al punto de inicio de cero a 360 grados.

Podemos usar esta escala de ángulo a lo largo del eje horizontal de nuestro gráfico de forma de onda para expresar qué tan lejos del paso está una onda con otra:Figura siguiente

La onda A adelanta a la onda B en 45 °

El cambio entre estas dos formas de onda es de unos 45 grados, estando la onda "A" por delante de la onda "B". En los siguientes gráficos se ofrece una muestra de diferentes cambios de fase para ilustrar mejor este concepto:Figura siguiente

Ejemplos de cambios de fase.

Debido a que las formas de onda en los ejemplos anteriores tienen la misma frecuencia, estarán desfasadas en la misma cantidad angular en cada momento. Por esta razón, podemos expresar el cambio de fase para dos o más formas de onda de la misma frecuencia como una cantidad constante para toda la onda, y no solo una expresión de cambio entre dos puntos particulares a lo largo de las ondas.

Es decir, es seguro decir algo como "el voltaje 'A' está desfasado 45 grados con el voltaje 'B'". Cualquiera que sea la forma de onda que esté por delante en su evolución, se dice que es líder y se dice que el que está detrás está rezagado .

El cambio de fase, como el voltaje, es siempre una medida relativa entre dos cosas. Realmente no existe una forma de onda con un absoluto medición de fase porque no existe una referencia universal conocida para la fase.

Por lo general, en el análisis de circuitos de CA, la forma de onda de voltaje de la fuente de alimentación se utiliza como referencia para la fase, ese voltaje se indica como "xxx voltios a 0 grados". Cualquier otro voltaje o corriente CA en ese circuito tendrá su cambio de fase expresado en términos relativos a ese voltaje de fuente.

Esto es lo que hace que los cálculos del circuito de CA sean más complicados que los de CC. Al aplicar la ley de Ohm y las leyes de Kirchhoff, las cantidades de voltaje y corriente CA deben reflejar el cambio de fase y la amplitud. Las operaciones matemáticas de suma, resta, multiplicación y división deben operar en estas cantidades de cambio de fase y amplitud.

Afortunadamente, existe un sistema matemático de cantidades llamado números complejos ideal para esta tarea de representar amplitud y fase.

Debido a que el tema de los números complejos es tan esencial para la comprensión de los circuitos de CA, el próximo capítulo se dedicará únicamente a ese tema.

REVISAR:

• Cambio de fase es donde dos o más formas de onda están fuera de sintonía entre sí.
• La cantidad de cambio de fase entre dos ondas se puede expresar en términos de grados, según lo definido por las unidades de grado en el eje horizontal del gráfico de forma de onda utilizado para trazar la función seno trigonométrica.
• Un líder La forma de onda se define como una forma de onda que está por delante de otra en su evolución. Un rezagado La forma de onda es una que está detrás de otra. Ejemplo:

• Los cálculos para el análisis de circuitos de CA deben tener en cuenta tanto la amplitud como el desplazamiento de fase de las formas de onda de voltaje y corriente para ser completamente precisos. Esto requiere el uso de un sistema matemático llamado números complejos .

HOJAS DE TRABAJO RELACIONADAS:

• Hoja de trabajo de trigonometría para circuitos de CA