Corrent altern (II) Valor màxim. Valor eficaç. Període. Freqüència.

L'altre dia vam aprendre què és el corrent altern. Vam veure que una tensió alterna produeix una intensitat de corrent alterna. La tensió és la diferència entre el potencial d'un dels forats de l'endoll i l'altre forat. El valor de la tensió alterna va canviant cada milisegon, i la manera com canvia ens la mostra la gràfica de més amunt. L'altre dia vam aprendre, també, a interpretar aquesta gràfica.

Ara introduirem quatre valors nous que s'extrauen de la tensió alterna: el valor màxim de la tensió, el valor eficaç de la tensió, la freqüencia i el període.

Valor màxim de la tensió alterna: és el valor més elevat que agafa la tensió alterna; s'expressa en V (volts)

Valor eficaç de la tensió alterna: si connectem la tensió alterna a una resistència, aquesta resistència s'escalfarà a causa de la íntensitat alterna que circularà a través d'ella. Ara bé, si enlloc de connectar aquesta resistència a la tensió alterna, trobéssim una altra tensió, que fos contínua (és a dir que no variés cada milisegon com fa l'alterna), i que provoqués la mateixa escalfor que provoca la tensió alterna, el valor d'aquesta tensió continua seria el que anomenem valor eficaç.

Dit d'una altra manera més visual: com que la tensió alterna va canviant cada milisegon de manera que la seva gràfica sembla una muntanya russa, els seus efectes calorífics són els mateixos que produiria una tensió continua (que no aniria canviant i que sempre valdria el mateix) que tindria de valor el valor eficaç.   El valor eficaç s'expressa en volts.

La següent equació serveix per a calcular el Valor eficaç:

Període: és l'interval de temps que va des de l'instant en què la tensió alterna val un valor concret (el que tu decideixis) fins que torna a valer el mateix valor concret i en el mateix sentit de creixement.

Dit d'una altra manera més visual: és el temps que triga la gràfica de la tensió alterna a realitzar una oscil·lació complerta.

Oscil·lació complerta: és el dibuix de la gràfica de la tensió alterna que si el vas repetint, i posant les repeticions una al costat de l'altre, obtens la gràfica sencera.

Dit d'una altra manera: seria el procés, o el dibuix de la gràfica, que va des que la tensió té un valor concret fins que la tensió torna a valer aquest mateix valor concret i en el mateix sentit de creixement.

Freqüència: és el nombre d'oscil·lacions complertes que es produeixen en un segon. Es mesura en Hertz.   1 Hertz voldria dir que es produeix 1 oscil·lació complerta en 1 segon. 2 Hertz voldrien dir que es produeixen dues oscil·lacions complertes en 1 segon.

Les següents eqüacions relacionen la freqüència amb el període i van molt bé per a resoldre exercicis:

T = 1/f

f = 1/T

On "T" és el període (en segons)

i "f" és la freqüència (en Hertz)

EXERCICI: Calcula el valor màxim, el valor eficaç, el període i la freqüència de la gràfica que tens al capdamunt d'aquest escrit.  Expressa per escrit el per què creus que els resultats són aquests i tots els càlculs que hagis fet.

Corrent altern. (I)

Fins ara el corrent elèctric que hem estudiat ha estat el corrent continu. La Intensitat de corrent continu ha circulat al llarg d'un circuït sempre en el mateix sentit perquè un generador ens ha proporcionat una diferència de potencial constant. És a dir, en el següent circuït...

 ...el pol positiu de la pila (Càtode) té sempre més potencial elèctric que el pol negatiu de la pila (Ànode). La diferència (o resta) del pol positiu menys el pol negatiu ens dóna sempre el mateix valor (en aquest cas 1,5 V). És per això que la intensitat de corrent elèctrica positiva I sempre va en el mateix sentit. Et veus capaç de predir quin sentit tindrà la I?

No passa el mateix si ens fixem en un endoll dels molts que tenim a casa:

 Si en un instant determinat, mirem quin potencial té cadascun dels forats de l'endoll (el forat L i el forat R) i fem la resta següent:

Potencial del forat L – Potencial del forat R

obtindrem un resultat concret en volts.

Si fóssim molt ràpids mesurant i restant i, tot seguit, al cap de 1 milisegon d'haver fet la primera mesura, tornéssim a mesurar el valor del potencial de cadascun dels forats i tornéssim a fer la resta, el resultat de la resta ja no ens donaria el mateix que abans, ja hauria canviat.

I si ho tornéssim a fer al cap d'un altre milisegon, el resultat de la resta hauria tornat a canviar.

Si anéssim fent aquest càlcul cada milisegon, i després anéssim dibuixant en una gràfica tots els resultats trobats de la resta dels potencials dels dos forats, i, després, uníssim tots els punts marcats, ens sortiria la línia blava següent:

La línia blava, que puja i baixa, surt d'unir tots els punts que hem trobat.

En aquesta gràfica, l'eix vertical representa els volts; i l'eix horitzontal, els milisegons.

T'explico, per exemple, com hem obtingut un dels punts de la línia blava, el punt C.

Per obtenir el punt C, hem triat un instant de temps concret: l'instant 8,2 milisegons. Després, hem calculat la resta (Potencial L- Potencial R) a l'instant 8,2 milisegons, i el resultat de la resta ens ha donat 226, 3 V. Tot seguit hem dibuixat a la gràfica el punt C, mesurant 8,2 a l'eix horitzontal, pujant verticalment fins a l'alçada en la qual l'eix vertical marca 226,3 V, i marcant un punt de color blau.

Hem fet el mateix a tots els milisegons, i hem marcat tots els punts que ens han sortit. Unint els punts hem obtingut la linia blava.

Com pots imaginar, hi ha màquines que realitzen de manera automàtica aquestes operacions i que dibuixen totes soles la gràfica.

Així, si observem la línia que ens ha sortit, veiem que fa com una mena de muntanyes russes. Puja i baixa.

  A l'instant 0 milisegons, el valor de la diferència de potencial entre els dos costats de l'endoll és de 0 V.

A l'instant 5 milisegons, el valor de la diferència de potencial entre els dos costats de l'endoll és de 325,4 V.

A l'instant 8,2 milisegons, el valor de la diferència de potencial entre els dos costats de l'endoll és de 226,3 V.

 A l'instant 10 milisegons, el valor de la diferència de potencial entre els dos costats de l'endoll és de 0 V.

I ara fixa't:

A l'instant 15 milisegons, el valor de la diferència de potencial entre els dos costats de l'endoll és de -325,4 V., és a dir ens surten valors negatius, aixó vol dir que, al principi, el potencial del forat L era més gran que el potencial del forat R, en canvi, ara, el potencial del forat L és més baix (té menys volts) que el potencial del forat R, i per aixó quan fem la resta:

(Potencial de forat L - Potencial del forat R) 

ens surt un valor negatiu. ¿Com deu afectar això al sentit de la intensitat de corrent?

Respon les següents qüestions a la llibreta: 

1.-Al punt B de la gràfica, que correspon a l'instant 5 milisegons, la situació del circuït seria aquesta:

Quant val, en aquest instant, la diferència de potencial que proporciona l'endoll?

Quin punt tindrà, en aquest instant, un potencial més gran, el M o el N?

2.-Mira la gràfica de més amunt i digues a partir de quin instant la intensitat de corrent I canviarà de sentit respecte al sentit que tenia a l'instant 0. Explica per què.

3.-Ara mira el següent instant del circuït:

A quin instant, o instants de temps pot correspondre? Mira la gràfica per esbrinar-ho. Dibuixa el sentit que tindrà la intensitat en aquest instant. Quin punt tindrà més potencial, el M o el N?

4.- Quantes vegades canviarà de sentit la intensitat de corrent I en un segon?

.

.