La corriente en adelanto y en retraso son fenómenos que se producen como consecuencia de la corriente alterna . En un circuito con corriente alterna, el valor del voltaje y la corriente varían de forma sinusoidal. En este tipo de circuito, los términos adelanto, retraso y en fase se utilizan para describir la corriente con referencia al voltaje. La corriente está en fase con el voltaje cuando no hay cambio de fase entre las sinusoides que describen su comportamiento variable en el tiempo. Esto generalmente ocurre cuando la carga que atrae la corriente es resistiva.
En el flujo de energía eléctrica, es importante saber cuánta corriente está en adelanto o en atraso porque crea la potencia reactiva en el sistema, a diferencia de la potencia activa (real). También puede desempeñar un papel importante en el funcionamiento de sistemas de energía eléctrica trifásicos .
La notación de ángulos puede describir fácilmente la corriente en adelanto y en retraso:
[1]
En esta ecuación, el valor de theta es el factor importante para la corriente en adelanto y en retraso. Como se mencionó en la introducción anterior, la corriente en adelanto o en retraso representa un cambio de tiempo entre las curvas sinusoidales de corriente y voltaje, que está representado por el ángulo en el que la curva está por delante o por detrás de donde estaría inicialmente. Por ejemplo, si θ es cero, la curva tendrá amplitud cero en el tiempo cero. [2] El uso de números complejos es una forma de simplificar el análisis de ciertos componentes en circuitos RLC . Por ejemplo, es muy fácil convertirlas entre coordenadas polares y rectangulares. A partir de la notación polar, se puede representar la notación vectorial o la rectangular , las cuales tienen magnitudes de 1.
La corriente retrasada se puede definir formalmente con respecto a "una corriente alterna que alcanza su valor máximo hasta 90 grados más tarde que el voltaje que la produce". Esto significa que la corriente está retrasada con respecto al voltaje cuando , el ángulo de la onda sinusoidal de la corriente con respecto a una referencia elegida arbitrariamente, es menor que el ángulo de la onda sinusoidal del voltaje con respecto a la misma referencia. Por lo tanto, se puede identificar rápidamente que la corriente está en retraso si el ángulo es positivo. Por ejemplo, si el ángulo de voltaje es cero, la corriente se retrasará si es negativa. Este suele ser el caso porque se toma el voltaje como referencia.
En circuitos con cargas principalmente inductivas, la corriente va por detrás del voltaje. Esto sucede porque en una carga inductiva, es la fuerza electromotriz inducida la que hace que la corriente fluya. Tenga en cuenta que en la definición anterior, la corriente es producida por el voltaje. La fuerza electromotriz inducida es causada por un cambio en el flujo magnético que une las bobinas de un inductor.
La corriente principal se puede definir formalmente como "una corriente alterna que alcanza su valor máximo hasta 90 grados por delante del voltaje que produce". Esto significa que la corriente adelanta al voltaje cuando el ángulo de la onda sinusoidal de la corriente con respecto a una referencia elegida arbitrariamente es mayor que el ángulo de la onda sinusoidal del voltaje con respecto a la misma referencia. Por lo tanto, se puede identificar rápidamente que la corriente es adelantada si el ángulo es negativo. Por ejemplo, si el ángulo de voltaje es cero, la corriente será adelantada si es positiva. Este suele ser el caso porque se toma el voltaje como referencia.
En circuitos con cargas principalmente capacitivas, la corriente adelanta al voltaje. Esto es cierto porque primero la corriente debe fluir hacia las dos placas del capacitor, donde se almacena la carga. Sólo después de que la carga se acumula en las placas de un condensador se establece una diferencia de voltaje. Por tanto, el comportamiento de la tensión depende del comportamiento de la corriente y de la cantidad de carga que se acumula. Esta es la razón por la que la definición formal establece que la corriente produce el voltaje. En otras palabras, cuando el voltaje de CA comienza a aumentar, la carga comienza a acumularse a través de las placas del capacitor, es decir, la corriente comienza a fluir. Esta carga creciente desarrolla una diferencia de potencial a través del capacitor que reduce la corriente. Por otro lado Por otro lado, cuando el voltaje de CA disminuye, un voltaje más alto del capacitor cargado hace que la corriente fluya en dirección opuesta y el capacitor se descarga y viceversa.
Se puede utilizar un diagrama fasorial simple con un sistema de coordenadas cartesianas bidimensional y fasores para visualizar la corriente en adelanto y en retraso en un momento fijo en el tiempo. En el sistema de coordenadas real-complejo, un período de una onda sinusoidal corresponde a un círculo completo en el plano complejo. Dado que el voltaje y la corriente tienen la misma frecuencia, en cualquier momento esas cantidades se pueden representar fácilmente mediante puntos estacionarios en el círculo, mientras que las flechas desde el centro del círculo hasta esos puntos se llaman fasores. Dado que la diferencia de tiempo relativa entre funciones es constante, también tienen una diferencia de ángulo constante entre ellas, representada por el ángulo entre puntos del círculo. [2]
Una de las primeras fuentes de datos es un artículo de la Academia Estadounidense de Artes y Ciencias de 1911 escrito por Arthur E. Kennelly . Kennelly utiliza métodos convencionales para resolver diagramas vectoriales para circuitos oscilantes, que también pueden incluir circuitos de corriente alterna.
Referencias:
