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Características y tipos de señales electricas.

Señal eléctrica


Entenderemos por señal eléctrica a una magnitud eléctrica cuyo valoro intensidad depende del tiempo. Así, v(t) es una tensión cuya amplitud depende del tiempo e i(t) es una corriente cuya intensidad depende del tiempo. Por lo general se designa la palabra señal para referirse a magnitudes que varían de alguna forma en el tiempo. Interpretaremos a las magnitudes constantes como casos particulares de señales eléctricas.

Características comunes.



Señales constantes y variables.

Como su nombre lo indica, las señales constantes son aquellas que no varían en el tiempo. Tal es el caso del voltaje en bornes de una batería. Su representación gráfica es por lo tanto una línea recta horizontal.
Las señales variantes son aquellas que cambian su valor de alguna manera son el tiempo.



Señales continuas y alternas.

Desde el punto de vista gráfico, las señales continuas son aquellas que siempre tienen el mismo signo, es decir, son siempre positivas o nulas, o siempre negativas o nulas. En el caso de una corriente, esto significa que la misma siempre circulará en el mismo sentido, aunque pueda variar su intensidad. Si la señal es de voltaje, debe interpretarse que la fuente intenta forzar la circulación de corriente siempre en el mismo sentido, aunque pueda variar su fuerza. Una señal continua, entonces, puede o no ser constante. Las señales de la figura 1 son ambas señales continuas, aunque una sea variante.

Las señales alternas son aquellas que, por el contrario a las continuas, varían el signo de su
magnitud. Una señal alterna nunca puede ser constante.



Señales periódicas.

Las señales periódicas son aquellas a las cuales se les puede encontrar un patrón de repetición, es decir, que después de un determinado tiempo, vuelve a repetirse uno a uno los valores anteriores, una y otra vez. A este patrón se lo reconoce como ciclo de la onda. El tiempo que demora un ciclo en desarrollarse se denomina período, y por supuesto, se mide en segundos.




Se denomina frecuencia de la señal a la cantidad de ciclos que pueden desarrollarse en un segundo. Se mide en ciclos por segundo o Hertz, abreviado, Hz. La relación existente entre la frecuencia y el período de una señal es: F=1/T

Las señales aperiódicas son aquellas a las cuales es imposible definirles un ciclo. Por lo
general son señales aleatorias, como ser las señales de audio. Las señales variantes de las
figuras 1 y 2 son señales aperiódicas.

Características particulares de las señales periódicas

Se pueden definir otros parámetros que identifican a una señal periódica:

-Amplitud de pico: es el valor máximo que tiene una señal, considerada desde el valor ‘0’.
-Amplitud pico a pico: es la diferencia entre el valor máximo y el valor mínimo de una señal.
-Valor eficaz: es el valor equivalente al de una señal continua constante capaz de desarrollar la misma potencia que la señal periódica.
-Valor medio: es el promedio de todos los valores de una señal tomados en un ciclo. Para señales simétricas como la senoidal, el valor medio es nulo.



Desfasaje: cuando una señal es comparada con una referencia (por ejemplo otra señal), es posible observar un corrimiento horizontal; se denomina ángulo de desfasaje o simplemente desfasaje al valor de este corrimiento medido en grados sexagesimales.



Siempre se considera que un período equivale a 360º sin importar el valor particular del mismo. El desfasaje puede ser en adelanto, si el corrimiento se hace hacia la izquierda, o en atraso, si el corrimiento se hace hacia la derecha de la referencia.

Señal senoidal

La señal senoidal es la más común de las señales de prueba. Para ella son válidas todas las
definiciones anteriores (Ver figuras 4 y 5). A esta señal se le puede atribuir una doble simetría: una respecto al eje tiempo, y otra respecto al punto medio de la onda (simetría
impar). Ambos semi-ciclos son idénticos, variando solo en el signo. Esto provoca que su
valor medio sea nulo. Si a una señal senoidal se la desfasa 90º en adelanto se obtiene una nueva señal denominada cosenoidal. Se dice que ambas se encuentran en cuadratura.



Formas de onda

Las magnitudes fundamentales que se van a calcular en un circuito son tensiones y corrientes. Estas magnitudes son provocadas por los elementos activos existentes en el circuito y su valor dependerá de la función que siga la tensión en las fuentes detención (o la intensidad en las fuentes de intensidad), además del resto de elementos pasivos que constituyan el circuito.

A estas magnitudes le llamaremos señales, así tendremos señales de tensión y señales de corriente. Estas señales que pueden tomarse directamente de las fuentes, o de cualquier punto del circuito estarán constituidas por valores de tensión o de corriente que variarán con el tiempo, cuya representación dará lugar a una curva que obedecerá a una función más o menos compleja. A
la forma de esa curva es a lo que llamaremos forma de onda de la señal

Señal con forma de onda constante

Las fuentes que presentan una señal constante en el tiempo, reciben el nombre de fuentes de continua. Así mismo a los circuitos que solo tengan fuentes de continua, les llamaremos circuitos de continua, en los que todas las corrientes y tensiones serán constantes en el tiempo. En este tipo de circuitos solo tendremos resistencias como elementos pasivos.

Señales con forma de onda periódica

A las señales que no son constantes les llamaremos señales variables en el tiempo, las cuales tendrán su correspondiente forma de onda. De las cuales destacaremos en primer lugar las que cumple la condición de ser periódicas, es decir, hay un intervalo de tiempo y por tanto una porción de la onda que se repite continuamente.

De las señales periódicas, mención especial tienen las que responden a la función seno o coseno. Las fuentes que proporcionan esta forma de onda reciben el nombre de fuentes de alterna o generadores de alterna, llamados también alternadores. Esta señal es la que proporciona la máquina eléctrica generadora básica y su forma se debe al ser generada por un elemento rotativo de la máquina, que estudiaremos en el siguiente tema. En los centros de producción de energía eléctrica se utiliza este sistema, por lo que la forma de onda de la tensión en los sistemas de suministro, transporte y consumo es periódica, alterna y senoidal

.A los circuitos que solo tengan fuentes de alterna, les llamaremos circuitos de alterna, en los que todas las corrientes y tensiones serán de este tipo. Debido a la importancia de este tipo de circuitos, será con estos con los que estudiaremos todos los métodos de análisis.

En los circuitos en los que exista una fuente con forma de onda periódica pero no senoidal, aplicaremos un método de análisis en el que la función periódica se puede descomponer en señales senoidales superpuestas, aplicando a cada una de ellas los métodos estudiados. Hay un tema dedicado a este tipo de señales.

Señal con forma de onda no periódica

Las fuentes que presentan una señal variable pero no periódica, corresponden a formas de onda complejas, de las que se pueden distinguir formas simples, como cambios de la señal en un tiempo breve. Estos cambios breves provocaran

Señal o función periódica.- Es aquella cuya forma de onda va tomando valores que se repiten en el tiempo cada cierto
intervalo llamado periodo T.

f(t) = f(t +T) = f(t +nT) n = número entero

Forma de onda.- Es la curva que representa en cada instante la evolución de la tensión (o la intensidad).respuestas en los circuitos que veremos al estudiar el régimen transitorio de los circuitos eléctricos. Como ejemplo de este tipo de señales son: la señal pulso, el escalón, la rampa, etc.
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