2. Representación Gráfica de una Onda

Cuando hablamos de corriente continua es sencillo representar la tensión y la intensidad pues los valores de las mismas no cambian con el tiempo y un escalar puede representarlas perfectamente. No ocurre lo mismo en el caso de la corriente alterna, pues al ser una función senoidal los valores de tensión e intensidad dependen de la velocidad angular ω con que gira la máquina que produce la corriente. Para poder representarla lo que haremos será dar un carácter vectorial a ambas magnitudes que tendrán por módulo el valor máximo o amplitud xm y que giran con una velocidad ω en sentido antihorario. El vector tensión o intensidad irá adoptando distintas posiciones en función del instante considerado; y el valor de la proyección del vector sobre el eje de ordenadas nos dará el de la tensión o intensidad instantánea.

 

Un vector como el explicado más arriba y que se representa en distintas secuencias en las imágenes inferiores recibe el nombre de fasor.

Imagen 5: Movimiento del fasor.
Fuente: Elaboración propia.

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Imagen 6: Movimiento del fasor.
Fuente: Elaboración propia.
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Movimiento del fasor

Imagen 7: Movimiento del fasor.
Fuente: Elaboración propia.
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Movimiento del fasor

Imagen 8: Movimiento del fasor.
Fuente: Alaboración propia.
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Movimiento de un fasor

Imagen 9: Movimiento de un fasor.
Fuente: Elaboración propia.
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En los circuitos de corriente alterna las expresiones de la tensión e intensidad instantáneas son como ya hemos visto de forma genérica en apartados anteriores:


Puesto que dependen del tiempo podemos plantearnos la pregunta de si la tensión e intensidad máximas se producen en el mismo instante. En apartados posteriores se explicará el por qué, pero aquí baste decir que no. El efecto que provocan bobinas y condensadores en los circuitos son diferentes. Así, una bobina provocará que la tensión se adelante φ=90º a la intensidad; por lo que si fijamos la onda de la tensión en el origen de coordenadas la intensidad irá retrasada el ángulo φ; por lo que las expresiones senoidales de ambas magnitudes serán:




A esto le llamamos desfase positivo y al representar en coordenadas ambas ondas podemos entender por qué. La onda amarilla comienza un ángulo φ después que la azul, de ahí que en la expresión de la intensidad este ángulo esté restando al producto ωt; pero al llevar la onda a uno ejes coordenados, ese ángulo φ queda representado sobre el eje positivo, de tal manera que lo llamamos desfase positivo.


Imagen 10: Desfase positivo. V adelanta a I.

Fuente: Elaboración propia.

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Si el circuito tiene un condensador, entonces este provoca un retraso de la tensión respecto de la intensidad; y ahora al posicionar la onda de la tensión en el origen vemos que la intensidad adelanta un ángulo φ a la tensión. Las ecuaciones de ambas magnitudes serán:

Al contrario que en el caso anterior, a esto se conoce como desfase negativo, ya que V retrasa con respecto a I. Si lo representamos gráficamente veremos que el desfase φ al ser llevada la onda a los ejes coordenados queda sobre el semieje negativo, por lo que recibe el nombre de desfase negativo.


Imagen 11: Desfase negativo. V retrasa con respecto a I.

Fuente: Elaboración propia.

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El concepto de desfase positivo y negativo te puede liar por eso recuerda:

  • Decimos que tenemos desfase positivo cuando V adelanta a I y en ese caso en la expresión senoidal de la intensidad φ viene con signo negativo, porque I va retrasada.
  • Decimos que tenemos desfase negativo cuando I adelanta a V y ahora en la expresión senoidal de la intensidad φ viene con signo positivo, porque I va adelantada.