Adición compleja de vectores: cómo se combinan los voltajes CA

Cuando se suman vectores no alineados, sus magnitudes no se combinan de forma aritmética simple. La longitud resultante depende del ángulo entre ellos.

Por ejemplo, considere dos vectores de ángulos desiguales:

Las magnitudes de vectores no se suman directamente cuando los ángulos difieren.

Los voltajes CA se comportan de la misma manera. Si dos fuentes sinusoidales que están 90° fuera de fase se conectan en serie, sus voltajes instantáneos no simplemente se suman o cancelan como los voltajes CC. En su lugar, se representan como cantidades complejas (fasores), y la combinación sigue reglas trigonométricas.

Por ejemplo, una fuente de 6 V a 0° sumada a una de 8 V a 90° resulta en un total de 10 V a un ángulo de fase de 53,13°:

Las fuentes de 6 V y 8 V suman 10 V gracias a la trigonometría.

A diferencia del análisis CC, donde los voltajes solo pueden ayudarse u oponerse totalmente, los voltajes CA pueden ayudarse u oponerse en cualquier grado entre totalmente ayudando y totalmente oponiéndose. Este matiz es por qué un voltímetro puede leer 6 V y 8 V a través de las fuentes individuales pero solo 10 V para el voltaje combinado en serie.

Sin notación de números complejos, realizar cálculos precisos de circuitos CA sería engorroso. En la próxima sección mostraremos cómo representar estas cantidades vectoriales simbólicamente, yendo más allá de ilustraciones gráficas simples a las matemáticas precisas necesarias para análisis riguroso.

REPASO:

• Los voltajes CC solo pueden ayudarse u oponerse directamente en serie.
• Los voltajes CA pueden ayudarse u oponerse en cualquier grado dependiendo de su diferencia de fase.

HOJA DE TRABAJO RELACIONADA:

• Hoja de trabajo: Fase CA