15.1 Fuentes de ac

La corriente continua (dc) se refiere a los sistemas en los que el voltaje de la fuente es constante.
La corriente alterna (ac) se refiere a los sistemas en los que el voltaje de la fuente varía periódicamente, específicamente de forma sinusoidal.
La fuente de voltaje de un sistema de ac emite un voltaje que se calcula a partir del tiempo, el voltaje pico y la frecuencia angular.
En un circuito simple, la corriente se encuentra dividiendo el voltaje entre la resistencia. Una ac se calcula utilizando la corriente de pico (determinada al dividir del voltaje pico entre la resistencia), la frecuencia angular y el tiempo.

15.2 Circuitos simples de ac

En el caso de los resistores, la corriente que pasa y el voltaje que atraviesa están en fase.
En el caso de los condensadores, hallamos que cuando se aplica un voltaje sinusoidal a un condensador, el voltaje sigue a la corriente en un cuarto de ciclo. Dado que un condensador puede detener la corriente cuando está completamente cargado, limita la corriente y ofrece otra forma de resistencia ac, llamada reactancia capacitiva, que tiene unidades de ohmios.
En el caso de los inductores en circuitos de ac, se observa que cuando se aplica un voltaje sinusoidal a un inductor, el voltaje adelanta a la corriente en un cuarto de ciclo.
La oposición de un inductor a un cambio de corriente se expresa como un tipo de reactancia ac. Esta reactancia inductiva, que tiene unidades de ohmios, varía con la frecuencia de la fuente de ac.

Un circuito en serie RLC es una combinación en serie de resistor, condensador e inductor a través de una fuente de ac.
La misma corriente fluye a través de cada elemento de un circuito en serie RLC en todos los puntos del tiempo.
La contrapartida de la resistencia en un circuito de corriente continua es la impedancia, que mide el efecto combinado de resistores, condensadores e inductores. La corriente máxima está definida por la versión en ac de la ley de Ohm.
La impedancia tiene unidades de ohmios y se encuentra utilizando la resistencia, la reactancia capacitiva y la reactancia inductiva.

La potencia media de ac se obtiene multiplicando los valores rms de la corriente y el voltaje.
La ley de Ohm para la ac eficaz se obtiene dividiendo el voltaje rms entre la impedancia.
En un circuito de ac, existe un ángulo de fase entre el voltaje de la fuente y la corriente, que se puede calcular dividiendo la resistencia entre la impedancia.
La potencia media entregada a un circuito RLC se ve afectada por el ángulo de fase.
El factor de potencia oscila entre -1 y 1.

En la frecuencia de resonancia, la reactancia inductiva es igual a la capacitiva.
El gráfico de potencia media en función de la frecuencia angular de un circuito RLC tiene un pico situado en la frecuencia de resonancia; la agudeza o ancho del pico se conoce como ancho de banda.
El ancho de banda está relacionado con una cantidad sin dimensiones llamada factor de calidad. Un valor alto del factor de calidad es un pico agudo o estrecho.

Las centrales eléctricas transmiten altos voltajes a bajas corrientes para conseguir menores pérdidas óhmicas en sus muchos kilómetros de líneas de transmisión.
Los transformadores utilizan la inducción para transformar los voltajes de un valor a otro.
En un transformador, los voltajes en las bobinas primarias y secundarias, o bobinados, están relacionadas por la ecuación del transformador.
Las corrientes en los bobinados primario y secundario están relacionadas por el número de bucles primarias y secundarias, o vueltas, en los bobinados del transformador.
Un transformador elevador aumenta el voltaje y disminuye la corriente, mientras que un transformador reductor disminuye el voltaje y aumenta la corriente.