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Corriente alterna - Contenido educativo

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Subido el 3 de enero de 2020 por David G.

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Hola, en la práctica de hoy vamos a hablar de corriente alterna, ¿vale? 00:00:01
Voy a ir lo primero de todo, a ir a la biblioteca, a los componentes, todos, 00:00:07
y voy a buscar los instrumentos de medir. 00:00:11
En la derecha, y mirad, hasta ahora hemos visto el multímetro, 00:00:13
que nos permitía medir voltaje, corrientes y resistencias, 00:00:18
y el suministro de energía. 00:00:23
Estos dos instrumentos se utilizan para corriente continua, 00:00:25
es decir, aquella corriente cuyos valores son constantes en el tiempo. 00:00:27
en los apuntes de teoría y en clase también os he explicado 00:00:31
y tenéis ahí en los apuntes lo que es la idea de corriente alterna 00:00:34
lo que son los valores pico-pico, el valor medio, la frecuencia 00:00:38
o sea que si algún concepto no lo entendéis está allí 00:00:42
revisad nuestros apuntes o el pdf que os he dejado en el aula virtual 00:00:46
entonces bueno, aquí en vez de usar el suministro de energía 00:00:50
vamos a usar un generador de función que es este, ya lo he clicado y lo he arrastrado 00:00:54
y vamos a usar en vez del multímetro el osciloscopio 00:00:58
que lo tengo aquí, ya lo he clicado y arrastrado 00:01:02
y en esta primera parte del ejercicio va a ser muy sencilla 00:01:04
bueno, de la demostración en realidad 00:01:08
es conecto el generador de funciones 00:01:09
su terminal positivo 00:01:14
del rojo de aquí al rojo del otro 00:01:16
y este del negro al negro de aquí 00:01:18
entonces todo lo que se genere aquí 00:01:19
se podrá medir en el osciloscopio 00:01:21
voy a iniciar la simulación 00:01:23
y aparece esto 00:01:25
¿Y esto por qué es así? 00:01:27
Bueno, fijaros, vamos a empezar a describir los tres controles que hay en el generador de funciones 00:01:29
Arriba de todo nos aparece esto, lo que es la frecuencia 00:01:32
Bueno, si clico, nos aparece aquí también frecuencia 00:01:36
1000 Hz 00:01:38
1000 Hz, acordaros, voy a sacar la calculadora 00:01:40
Accesorios, calculadora 00:01:44
1000 Hz significa que si yo hago el inverso de eso 00:01:48
1 dividido entre 1000 00:01:51
Me da el periodo de esa señal oscilante 00:01:53
Es decir, 0,001 o lo que es lo mismo, un milisegundo. 00:01:58
Si yo pongo esta frecuencia a un kiloherzio o a mil herzios, 00:02:01
quiere decir que la distancia en tiempo entre este pico y este es de un milisegundo. 00:02:05
Entonces, ¿eso cómo lo sé yo? 00:02:11
Pues mira, el osciloscopio me permite, 00:02:13
el único valor que me permite tocar este simulador es el tiempo por división. 00:02:16
Yo lo he puesto a 0,5 milisegundos. 00:02:21
Tendría que estar en torno a un milisegundo, 00:02:24
porque esa es la 1, a ver cómo se ve. 00:02:26
Voy a cambiar, eso es, un milisegundo inicial. Vale, entonces esto está dividido en 10 cuadritos, los 10 cuadritos son 10 milisegundos, y cada uno de estos cuadritos, bien, esa es la distancia entre esto y esto. 00:02:28
En este simulador, no se ve muy bien, voy a hacer un poco de zoom, aquí con el zoom sí se ve bien, o por lo menos un poco mejor, mira, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, eso es, cada uno de los cuadritos es un milisegundo, que es lo que te da aquí tiempo por división. 00:02:45
Y más o menos, no más o menos, no, se ve que entre este punto y este tenemos un milisegundo, eso quiere decir que ese es el periodo de la señal que yo estoy mirando, un milisegundo que en frecuencia corresponde a un kiloherzio, sin más que hacer el inverso, 0,01 dividido 0,001 es 1000 o 1 entre los 1000 hercios, 0,001. 00:02:58
entonces efectivamente yo estoy comprobando 00:03:22
que la señal que genero 00:03:25
con esa frecuencia de un kiloherzio 00:03:27
tiene efectivamente un milisegundo de periodo 00:03:29
esta señal puede ser alterna 00:03:31
si puso en este botoncito 00:03:32
puede ser de tipo cuadrado 00:03:34
en vez de ser alterna va oscilando entre dos valores 00:03:36
pero he cambiado uno a otro bruscamente 00:03:39
el periodo no ha cambiado 00:03:41
sigue siendo un milisegundo 00:03:42
desde aquí hasta aquí 00:03:44
desde este piquito hasta este piquito es un milisegundo 00:03:46
es un cuadro de esto 00:03:49
Fijaos que ahora se ve estupendamente, encaja. 00:03:51
O puede ser de tipo triangular, también con la misma frecuencia. 00:03:53
Desde un máximo a otro máximo es un cuadradito, esto es un milisegundo, ¿vale? 00:03:57
La corriente alterna, la que nosotros usamos para transmitir el transfer, 00:04:01
para que la energía viaje de un punto a otro, tiene esta forma, que es una forma sinusoidal. 00:04:06
No es ni cuadrada ni triangular, es sinusoidal, que es esta de en medio, ¿vale? 00:04:12
Bueno, pues esa es la frecuencia y la escala del osciloscopio. 00:04:15
¿Qué otros valores podemos utilizar? 00:04:21
Aquí tenemos dos valores. 00:04:26
Esto, el voltaje que hay aquí en el medio, 00:04:29
nos lo explica aquí muy clarito el dibujo, 00:04:32
es la distancia en voltios desde el pico máximo hasta el pico inferior. 00:04:34
Ahora mismo lo tengo a 5 voltios, 00:04:38
quiere decir que desde aquí hasta aquí tendría que haber 5 cuadros. 00:04:40
Vamos a ver si el osciloscopio está midiendo eso. 00:04:43
El osciloscopio nos dice que de aquí a aquí son 10 voltios 00:04:45
y como tenemos también 3 4 5 6 7 8 9 10 como tenemos también 10 cuadros cada uno de estos 00:04:48
cuadros será un voltio verdad entonces vamos a contar tenemos esto empieza a la mitad vale 00:04:54
medio uno y medio dos y medio tres y medio cuatro y medio y este cinco y medio efectivamente tenemos 00:05:03
cinco cuadros luego efectivamente estamos comprobando que los cinco voltios que generan 00:05:08
este aparatito 00:05:13
no coincide, si yo voy aquí 00:05:16
y cambio, en vez de poner 5 00:05:18
pongo 6 00:05:20
¿qué ha pasado? 00:05:21
se ha hecho un poco más grande, son 1, 2, 3 00:05:24
1, 2, 3, si pongo 00:05:26
4, pues será un poco más bajo 00:05:28
puedo jugar yo con el valor de la 00:05:30
amplitud de la oscilación, también puedo 00:05:36
jugar con la frecuencia, ¿vale? puedo cambiar la frecuencia 00:05:38
en vez de poner 1000 Hz 00:05:40
puedo poner 990 o 900 00:05:42
a ver qué pasa 00:05:44
900 y lo que ha ocurrido es que al bajar la frecuencia el periodo se hace un poco más largo 00:05:45
ahora la distancia entre un pico y el siguiente pico es un poquito más largo de un segundo 00:05:52
de un milisegundo, perdón, que es lo que cambia 00:05:58
voy a poner 1000 Hz 00:06:00
creo que lo mismo, un milisegundo 00:06:04
me he puesto 1000, sí 00:06:06
y esto voy a dejarlo con 4, que se ve muy bien 00:06:07
¿y este tercer valor que hay aquí qué es? 00:06:11
bueno, pues este es el valor medio 00:06:13
en los apuntes está explicado 00:06:15
es el valor en torno al cual oscila la señal 00:06:17
ahora mismo pone 0 00:06:20
quiere decir que oscila en torno a 0 00:06:22
por ejemplo, aquí, cuando la señal pasa por aquí 00:06:23
está en 0, sube hasta 2 00:06:26
vuelve a bajar pasando por 1 00:06:28
vuelve a 0, menos 1, menos 2 00:06:30
y así continuamente, está oscilando 00:06:32
en torno a 0, ese es el valor 00:06:34
que mediría un 00:06:36
un aparato de corriente continua 00:06:38
un aparato de corriente continua lo que mide es el valor medio 00:06:39
voy a poner este voltímetro 00:06:42
voy a parar la secundación un momento 00:06:44
y lo voy a rotar 00:06:45
y lo voy a medir 00:06:47
lo voy a colocar aquí a la derecha 00:06:49
para que se vea mejor 00:06:51
cojo el voltímetro este 00:06:52
el negativo con el negativo 00:06:55
lo pongo en negro simplemente para que se vea 00:06:58
más claro lo que estoy conectando 00:07:00
y el positivo con el positivo 00:07:01
que lo pongo en negro 00:07:04
entonces, si yo ahora mismo 00:07:05
vuelvo a poner marcha de simulación 00:07:06
efectivamente 00:07:09
lo que hace el voltímetro 00:07:11
si intenta medir algo, está oscilando 00:07:14
entre 0, ¿vale? 00:07:16
a veces se pone a menos 6, menos 7, son valores 00:07:18
muy pequeños, está oscilando en torno a 0 00:07:20
que es lo que cabría esperar 00:07:22
esto también ocurre porque es una simulación 00:07:24
si usáramos un voltímetro en la vida real 00:07:26
y que no fuera a poco 00:07:28
salvo que fuera una cosa buenísima 00:07:30
un voltímetro buenísimo, no vais a ver que oscila 00:07:32
¿vale? entonces 00:07:34
¿qué ocurre si yo ahora, en vez de meter 00:07:35
que oscile en torno a 0 voltios 00:07:38
en torno a este valor de 0, ¿qué ocurre? 00:07:40
si yo clico aquí y le digo que meta de corriente continua, por ejemplo, un voltio, meto 1, le doy al intro, ¿qué ha ocurrido? 00:07:42
Ya no oscila en torno a 0, que es este valor, está oscilando en torno a 1, ¿lo veis? 1, 2, 3, vuelve a bajar hasta el 1, pasando por el 2, 00:07:49
y aquí ya no se va al menos 2, se va al menos 1, su valor medio es un voltio, esta línea de aquí, ¿un voltio por qué? 00:07:57
Porque es lo que yo he metido, es ese valor medio, y efectivamente el voltímetro, veis que está leyendo valores en torno al 1 voltio, 00:08:05
Luego, por eso, este es el valor de corriente continua, lo que yo meto aquí es la corriente continua. 00:08:12
Este generador de funciones me permite meter una función con su amplitud, que sería la corriente alterna, 00:08:18
y añadir un componente de continua, que sería ese valor medio, ¿vale? 00:08:25
Lo que es la amplitud, el valor pico a pico, el valor medio, la frecuencia, todo eso está en los apuntes, repito, ¿vale? 00:08:29
Entonces, tenemos un generador de corriente alterna que se le puede añadir, incluir su 00:08:35
componente continua y lo estamos midiendo aquí con el osciloscopio. Habéis visto en la teoría 00:08:43
las distintas fases para convertir corriente alterna, yo puedo hacer que la corriente 00:08:50
alterna que me da este generador de funciones, convertirla en corriente continua. Habéis visto, 00:08:54
también en los apuntes que cuatro fases una fase de amplificación nosotros en esta práctica no la 00:09:00
vamos a usar porque no necesitamos amplificar nada este generador nos da la amplitud que 00:09:06
nosotros queramos vamos a poner eso viene una fase de rectificación que es usar diodo o un 00:09:10
puente de diodos mucho más eficaz y luego viene una fase de filtrado que es así la vamos a ver 00:09:15
y luego viene una fase de estabilización la vamos a ver aquí en el ejercicio y luego una 00:09:23
fase de estabilización que no lo vamos a ver en este ejercicio entonces vamos a 00:09:27
empezar primero con la fase de rectificación vamos a ver qué ocurre si 00:09:32
no añado voy a desconectar de momento 00:09:35
el multímetro y voy a buscar un diodo 00:09:39
entonces este diodo lo voy a conectar 00:09:45
voy a hacer que el generador de funciones no llega ya no llega 00:09:50
directamente la señal sino la señal llega pasando previamente por un diodo 00:09:54
ya sabéis que el diodo lo que va a hacer 00:09:59
esto es rojo es tal cual llega la señal del generador al diodo y el diodo lo que 00:10:03
va a hacer es dejar pasar la corriente cuando es cuando es en ese sentido pero 00:10:08
no en el de retroceso esta flechita en el diodo nos indica cuál es el terminal 00:10:12
de gante negativo nos indica que hacia la izquierda no puede pasar la corriente 00:10:17
si pasan a la derecha, hacen la derecha 00:10:21
pero nunca hacen la izquierda, entonces fijaos que es el mismo 00:10:23
circuito de antes, pero he añadido 00:10:25
un diodo, ¿qué pasaría si yo ahora simulo? 00:10:27
pues pasa lo siguiente, mira 00:10:29
que he recortado 00:10:30
he recortado la señal, ¿tiene sentido? 00:10:32
pues sí, tiene todo el sentido del mundo 00:10:37
porque ahora esto 00:10:39
es el 0, 4, 5 00:10:41
este es el 0, sí, tengo 5 por 00:10:44
abajo y 5 por arriba, y ahora cada vez 00:10:47
que la onda intenta bajar, entrar en valores 00:10:49
negativos, no puede, el diodo no le 00:10:51
deja y se queda en 0 00:10:53
esta onda sinusoidal la he cortado a medias 00:10:54
y me pasaría lo mismo con una onda cuadrada 00:10:57
y una onda triangular 00:10:59
lo que pasa es que con la onda cuadrada se ve un poco menos 00:11:02
pero con la triangular se ve muy bien 00:11:04
cuando intenta ir a valores negativos no puede pasar 00:11:06
igual que se ve muy bien con la sinusoidal 00:11:08
cuando intenta ir a valores negativos no se puede 00:11:10
bueno, ya estamos empezando a rectificar la corriente 00:11:12
esto no es ni mucho menos 00:11:15
una corriente continua 00:11:17
¿vale? 00:11:19
veis que estoy metiendo cero de continua 00:11:20
pero si yo ahora conecto el multímetro 00:11:22
vais a ver como 00:11:25
no mide cero 00:11:27
va a medir algo distinto 00:11:29
este lo pongo a negro 00:11:31
para tener claro lo que estoy midiendo 00:11:36
y este lo pongo a rojo para tener claro lo que estoy midiendo 00:11:37
simplemente para verlo claro 00:11:39
entonces fijaros 00:11:40
que aunque aquí estoy metiendo cero voltios 00:11:43
el multímetro si detecta 00:11:47
un valor de corriente continua 00:11:50
que está en torno a los 500 milivoltios 00:11:51
es decir, milivoltios 00:11:53
estos son cuatro 00:11:54
1, 2, 3, 4 00:11:57
No, estos serían menos 00:11:59
Estos serían más, quiero decir 00:12:00
Esto sería un voltio, ¿vale? 00:12:02
Pues el multímetro está detectando 00:12:04
Que hay un valor de continua como por aquí 00:12:07
¿Vale? 00:12:09
No se va a cero el hecho de haber rectificado 00:12:10
De haber cortado la onda 00:12:12
El multímetro ve como si hubiera una señal continua 00:12:14
Por aquí, ya os digo 00:12:17
Solo el diodo ya nos está 00:12:18
Rectificando en parte la señal 00:12:21
Nos lo está convirtiendo 00:12:23
Una parte de la alterna 00:12:24
la está convirtiendo en continua. Pero claro, esto se puede hacer mucho más eficientemente 00:12:26
si utilizáramos, por ejemplo, un puente de cuatro diodos, que no hace falta, no lo vamos 00:12:31
a usar en este ejercicio, y todavía está muy bien el puente de diodos, pero va a ser 00:12:35
mucho más eficaz utilizar un filtro con una resistencia y un condensador. Entonces lo 00:12:40
que quiero es que hagáis algo como esto que se ve aquí, en torno a un kiloherzio, con 00:12:48
lo cual tenéis que ver qué valores de R y C utilizamos. Acordaros que el tiempo de 00:12:54
carga y descarga del circuito este es el valor de la resistencia por el condensador. Con 00:12:59
lo cual, si yo multiplico la resistencia por el condensador, pues tendrá que estar en 00:13:04
torno a un valor similar al inverso de esto. Eso ya lo termináis vosotros de ajustar, 00:13:07
¿vale? Pero eso da una pista muy buena, que el tiempo de carga y descarga de este condensador 00:13:12
tiene que ser en torno al inverso de esto, ¿vale? Vosotros echáis los cálculos, mirad 00:13:16
a ver qué valores de R y C 00:13:21
necesitáis, no hay un único 00:13:22
par de valores, hay muchos, lo importante es su producto 00:13:25
entonces mirad a ver un par de valores 00:13:27
que os valga, con su 00:13:29
diodo puesto aquí 00:13:31
el filtro puesto aquí 00:13:32
aunque el filtro sea mal, hasta R y C 00:13:35
juntos trabajando 00:13:37
y nada, con el osciloscopio y el multímetro 00:13:38
y vais a ver qué valor de continua 00:13:41
sacamos al final, metiendo 00:13:42
ninguna continua con el 00:13:45
generador este, y qué aspecto 00:13:46
va a tener más vale que va a tener un espectro un aspecto que aunque todavía 00:13:49
tiene un pequeño rizado si es un pequeño es un rizado que es pequeño 00:13:53
es una pequeña oscilación en torno a este valor esto ya si se parecen 00:13:58
muchísimo a una señal continua en el tiempo vale pues eso eso es lo que yo 00:14:02
quiero a partir del generador de funciones el diodo 00:14:06
el multímetro y osciloscópico os he enseñado que no competir con esto que 00:14:12
coges unos rc adecuados para un kiloherzio y que lo terminéis de ajustar para que tengáis un algo 00:14:15
ya mucho más parecido a una de resistencia a una corriente continua entonces como siempre guardes 00:14:21
el archivo en tinkercad de la simulación perdón cambiar sus propiedades para que sea público y 00:14:29
me mandes el enlace ese que aparece arriba cuando estáis diseñando el archivo este de aquí vale 00:14:35
Este es el que me tienen que mandar, me lo mandáis a través de la aula virtual y yo lo corrijo, ¿vale? 00:14:41
Bueno, pues ese es el ejercicio de hoy, yo creo que es muy fácil también. 00:14:46
Autor/es:
David Gonzalez Arroyo
Subido por:
David G.
Licencia:
Reconocimiento - No comercial - Compartir igual
Visualizaciones:
317
Fecha:
3 de enero de 2020 - 20:45
Visibilidad:
Público
Centro:
IES MARIE CURIE Loeches
Duración:
14′ 51″
Relación de aspecto:
16:10 El estándar usado por los portátiles de 15,4" y algunos otros, es ancho como el 16:9.
Resolución:
1152x720 píxeles
Tamaño:
29.70 MBytes

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