3. Los Números Complejos y su Representación en Circuitos CA

Muy probablemente, en todo el bachillerato no hayas estudiado los números complejos; pero no te preocupes, que nosotros nos vamos a centrar solo de la parte que nos es útil; y es que ese es el motivo por el que los usamos, su utilidad.
Sabrás que el origen de los mismos es dar solución a las raíces cuadradas de números negativos, de tal manera que:
Como puedes imaginar, si nosotros utilizamos i para representar la intensidad y además para representar los números complejos nos vamos a hacer un lío, por lo que de aquí en adelante sustituiremos la i por j, o sea, que tal y como indican los ejemplos:

 

Los números complejos se pueden expresar de forma binómica, polar y exponencial; pero a nosotros nos basta con las dos primeras.

 

  • Forma binómica: la formarán un par de números reales, al primero, a, se le denomina parte real y al segundo, b, parte imaginaria; pudiéndose escribir en la forma (a,b) o (a+bj). Si llevamos al valor de a sobre la abscisa de unos ejes coordenados y b sobre la ordenada, la intersección de las proyecciones me dará un punto, que desde el origen se corresponderá con el módulo de un fasor. A a la llamamos parte real y a b parte imaginaria.

Complejo en forma binómica

Imagen 12: Complejo en forma binómica.

Fuente: Elaboración propia.

  • Forma polar: el mismo punto anterior lo podíamos haber representado si hubiéramos conocido el módulo del fasor y el valor del ángulo que forma con la horizontal o argumento. En este caso lo expresamos de la forma rα:

Complejo en forma polar

Imagen 13: Complejo en forma polar.

Fuente: Elaboración propia.

 

Antes de pasar al último apartado puede ser interesante aclarar por qué a los ejes los llamamos real e imaginario. Para ello pensemos en un número, a, que podemos representar en una recta numérica; este número es un número real.

Representación de a

Imagen 14: Representación de a.

Fuente: Elaboración propia.

 

Si lo multiplicamos por -1, tendremos -a, también número real, con lo que si lo representamos nos quedará:

Representación de -a

Imagen 15: Representación de -a.

Fuente: Elaboración propia.

 

Observa que al multiplicar por si mismo el valor de j:


se obtiene (-1) y si te fijas la representación de -a se obtiene al multiplicar a por -1, que en definitiva es como si hubiéramos girado a 180º. Así pues, podemos imaginar que si multiplicamos un número a por √‾-1, es decir, por j, en vez de girarlo 180º lo estaríamos girando 90º; es decir, que un número complejo del tipo a+bj puede representarse llevando a al eje horizontal o real y b al eje vertical o imaginario.