1r ciclo Adelanto y atraso de la tensión (intensidad) en bobina (condensador) en corriente alterna

[kuvala]

Hola Buenas :

Tengo una duda de concepto acerca de como se adelanta o atrasa la tensión o la intensidad al paso de la corriente alterna a través de una bobina o un condensador. Para intentar explicar mi duda, voy a exponer un ejemplo sencillo.

Supongamos que tenemos un generador de corriente alterna al que está conectado una resistencia, una bobina, los dos en serie respectivamente. La tensión del generador podría ser $u(t)=\sqrt{2}Mcos(\omega t+\varphi)$. Esta onda va recorriendo el circuito hasta que llega al primer elemento, que es una resistencia. En este caso, la intensidad y la tensión están en fase, por tanto no varían. La onda sigue avanzando hasta llegar a la bobina. Aquí, sabemos que la tensión se adelanta 90º con respecto a la intensidad.

Entonces, mi duda es la siguiente:
- ¿A partir del momento en el que la onda llega a la bobina y la atraviesa estaría adelantada la tensión 90º respecto a la intensidad hasta llegar al generador?
- Si llega al generador con la tensión 90º adelantada respecto a la intensidad, se podría decir que la onda "se ha frenado". ¿Después en el interior del generador vuelve a obtener la misma forma senoidal que inicialmente?

Muchas gracias.

Un Saludo

[arivasm]

Re: Adelanto y atraso de la tensión (intensidad) en bobina (condensador) en corriente alterna

No hay una onda que avanza por el circuito, como dices. Ése es el error de concepto que te impide comprender lo que realmente sucede.

En cualquier instante la intensidad es la misma en todos los lugares del circuito, lo que sucede es que oscila armónicamente. También oscilan armónicamente las diferencias de potencial (o tensiones) entre dos puntos cualesquiera del circuito. Lo que sucede es que no siempre están en fase con la oscilación de la intensidad.

Por ejemplo, la tensión entre los extremos de la resistencia sí está en fase con la intensidad: en aquellos instantes en los que la intensidad es máxima dicha ddp también lo es, cuando la intensidad es nula esa ddp también lo es.

En cambio, en la inducción, debido a la ley de Faraday-Lenz hay un desfase de un cuarto de ciclo entre la intensidad que la atraviesa y la ddp entre sus extremos. Cuando la intensidad es máxima la ddp es nula y viceversa. El motivo es simple: la ley de Faraday!. Para que haya fem inducida el flujo magnético debe estar cambiando y eso implica que la intensidad debe estar cambiando. Por eso, cuando la intensidad está en un máximo la fem inducida es nula. En definitiva, lo que gobierna la ddp entre los extremos de la inducción no es la intensidad, como ocurre en la resistencia y la sencilla ley de Ohm $V=IR$, sino la derivada de la intensidad (recuerda que la ley de Faraday-Lenz indica que la fem inducida viene gobernada por la derivada temporal del flujo magnético).

Por supuesto, el desfase entre intensidad y ddp en el generador se debe a que la tensión en el generador es igual a la suma de las ddp entre los extremos de los elementos conectados (hablas de una serie) y la ddp en cada uno de ellos oscila "a su propia manera".