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¿Qué es una diferencia de fase entre la tensión y la corriente?

Estaba leyendo la pregunta aquí con cierto interés, porque estoy en las etapas finales de la construcción de un proyecto que implica 16 relés de estado sólido. Estoy usando el tipo de cruce no cero, porque eso es lo que encontré por casualidad en un esquema de alguien que completó un proyecto muy similar al mío.

La hoja de datos de mis SSR menciona que se recomienda un circuito de amortiguación, especialmente cuando se accionan cargas inductivas (como es mi caso, ya que mis cargas son solenoides de CA). Me pareció entender que esto es para que la energía almacenada en el inductor tenga un lugar donde ir si el SSR se apaga justo cuando el voltaje alcanza su punto máximo. Cuando leí sobre los SSR de tipo ZC, pensé: "yo mismo, eso eliminaría la necesidad de un circuito snubber, ¿no?".

Entonces desenterré una hoja de datos para la versión ZC del SSR que estoy usando, y encontré esto:

Hay que prestar especial atención cuando se utilizan SSR que incorporan circuitos de cruce por cero. Si la diferencia de fase entre la tensión y la corriente en los pines de salida es lo suficientemente grande, los SSR de tipo paso por cero no pueden utilizarse.

Además, se sigue recomendando el circuito de snubber para el SSR de tipo ZC.

La frase "diferencia de fase entre la tensión y la corriente" no tiene sentido para mí. ¿Qué significa eso?

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lillq Puntos 4161

Para las cargas reactivas (capacitivas o inductivas) el seno de la corriente no coincide con el seno de la tensión. En el caso de las cargas inductivas, la tensión precede a la corriente, mientras que en el caso de las cargas capacitivas es al revés.

phase diagram

Esto significa que el cruce del cero de la tensión para el inductor llega algún tiempo antes del cruce del cero de la corriente, y que la corriente no es cero cuando la tensión también lo es.
Y esa es la razón por la que no se recomienda la conmutación por paso por cero para las cargas reactivas.


imagen de este excelente sitio .

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Jaymon Puntos 1258

Es una pregunta antigua, pero es un tema interesante para los principiantes, así que la responderé. Para responder primero a la última pregunta, recuerda que la tensión aparece a través de una carga, mientras que la corriente se mide a través de la carga.

Puede ser más fácil visualizar el concepto de desfase si piensas en un condensador en lugar de un inductor. Probablemente estés familiarizado con el hecho de que cuando cargas un condensador grande, al principio parece un cortocircuito. En el instante de la conexión, la corriente fluye a través de el tapón, pero no aparece ningún voltaje a través de él porque, oye, es un cortocircuito, ¿no? A medida que el tapón se carga, la tensión a través de él aumenta y la corriente que lo atraviesa disminuye. Esto es todo lo que se quiere decir cuando se dice que "la corriente guía a la tensión" en un condensador.

En el caso de un inductor, decimos que la tensión conduce a la corriente porque en el instante de la conexión el inductor parece un Abrir circuito. Un inductor perfecto conectado a una fuente de tensión en el momento = 0 tendrá toda la tensión de alimentación a través de él, sin que la corriente fluya a través de él. Durante el proceso de "carga", el inductor almacena energía en el campo magnético que lo rodea, lo que no puede ocurrir de forma instantánea, al igual que un condensador no puede cargarse instantáneamente. Por lo tanto, la tensión "conduce" a la corriente en este caso.

Lo interesante de un inductor es lo que ocurre cuando la fuente es desconectado. Un condensador se mantiene a la misma tensión, perdiendo lentamente su carga durante un largo periodo de tiempo si no hay carga en él. Pero con un inductor, el campo magnético se colapsa en cuanto se retira la fuente de alimentación, y esto ocurre rápidamente. Un inductor recién desconectado intentará mantener el flujo de corriente a través del circuito en lugar de la tensión a través de sí mismo.... pero espera, hay es ya no hay circuito, porque acabamos de abrirlo.

Un inductor perfecto generaría un voltaje infinito en un intento de mantener el flujo de la corriente. Incluso uno imperfecto puede convertir unos pocos voltios en varios cientos durante un corto periodo de tiempo tras la desconexión. Por eso un interruptor de paso por cero no es lo mismo que un amortiguador. El trabajo del amortiguador es dar al inductor una carga que pueda manejar cuando la fuente se retira por completo, normalmente una carga capacitiva, ya que no quieres que consuma corriente el resto del tiempo. Evita que el voltaje se eleve a niveles que podrían manchar los semiconductores, quemar los contactos de los relés con arcos, o causar problemas de cualquier otra manera.

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