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Cada vez que los electrones se mueven, generan una corriente eléctrica. La corriente cuantifica este movimiento como la cantidad de carga que atraviesa un conductor por unidad de tiempo. En un circuito de CC en estado estacionario, la corriente es constante, mientras que en los circuitos de CA o RLC varía de forma sinusoidal con el tiempo. Independientemente del tipo de circuito, puede determinar el pico o la amplitud de la corriente ya sea analíticamente a partir de las ecuaciones rectoras o experimentalmente utilizando instrumentos de medición como un osciloscopio.

TL;DR

La amplitud de una corriente sinusoidal en un circuito que contiene un condensador o inductor viene dada por el coeficiente A en las expresiones

• I =Asín(Bt +C)
• I =Acos(Bt +C)

donde B es la frecuencia angular (rad/s) y C es el cambio de fase.

Cálculo de la amplitud de corriente mediante la ley de Ohm

Para una carga resistiva simple, la corriente sigue la ley de Ohm:

\(I =\frac{V}{R}\)

Aquí, la amplitud del voltaje V dividido por la resistencia R produce directamente la amplitud actual I . No se necesita ninguna conversión adicional.

Manejo de corrientes variables en el tiempo en circuitos RLC

Cuando el circuito incluye un condensador o un inductor, la corriente varía de forma sinusoidal. Al resolver las ecuaciones diferenciales del circuito se obtiene una corriente de la forma

\(I =A\sin(\,B\,t + C\, )\)

o

\(I =A\cos(\,B\,t + C\, )\)

En ambos casos la constante A representa la amplitud máxima de la corriente. La frecuencia angular B es igual a 2πf , donde f es la frecuencia en hercios, y C es el desfase determinado por las condiciones iniciales.

Medición de la amplitud de corriente con un osciloscopio

Configure el circuito y conecte una sonda de osciloscopio a través de la carga (por ejemplo, una resistencia, condensador o inductor). El osciloscopio muestra un voltaje sinusoidal que es proporcional a la corriente en el circuito.

Determinar la amplitud del voltaje

Cuente las divisiones verticales desde el centro de la forma de onda hasta su pico. Multiplique este recuento por los voltios/división ajuste del osciloscopio. Por ejemplo, un pico en 4 divisiones con una configuración de 5 V/div da una amplitud de voltaje de 20 V.

Calcular frecuencia angular

Cuente las divisiones horizontales que abarca la forma de onda durante un período completo. Multiplicar por los segundos/división configuración. Si el período cubre 5 divisiones a 1 ms/div, el período es de 5 ms (0,005 s). La frecuencia angular es entonces

\(\omega =\frac{2\pi}{T}\)

Conversión de medidas de voltaje a corriente

La conversión depende del componente reactivo dominante:

• Circuito capacitivo: Yo_amplifico =V_amp  ×ω×C
• Circuito inductivo: Yo_amplifico =\frac{V_amp }{\omega×L}

Para redes RLC más complejas, utilice la fórmula de impedancia adecuada y resuelva la amplitud actual en consecuencia.

Al realizar estos cálculos, verifique las unidades en cada paso y verifique con herramientas de simulación como LT-Spice o MATLAB para configuraciones complejas.