¿Cómo puede ser cero el voltaje cuando la corriente no es cero? (Circuitos monofásicos en serie)

¿No está claro que en los circuitos de CA, el voltaje cambia tanto positivo como negativo continuamente, y también lo hace la corriente?

Entonces, siempre tiene que haber un instante entre el voltaje positivo y el negativo cuando el voltaje es cero, no importa lo breve que sea. Lo mismo para la corriente.

Con las resistencias, el voltaje y la corriente siempre son proporcionales entre sí, por lo que tienen que ser cero al mismo tiempo. Los inductores y los condensadores almacenan energía, por lo que la tensión cero y la corriente cero NO tienen que ocurrir al mismo tiempo, y en la mayoría de los casos, no pueden ocurrir al mismo tiempo.

Las ecuaciones que gobiernan son

$$ V (t) = L \ frac {dI (t)} {dt} $$

y

$$ I (t) = C \ frac {dV (t)} {dt} $$

Traducido libremente, el voltaje en una bobina es proporcional a la tasa de cambio de la corriente a través de él, y la corriente a través de un capacitor es proporcional a la tasa de cambio de voltaje a través de él. Las ondas sinusoidales continuas (y las ondas de coseno) constituyen solo una de las muchas soluciones posibles para este conjunto de ecuaciones diferenciales, y sus ceros están separados por 90 °.

la relación I-V para inductores y condensadores es: V = L (dI / dt) para inductor I = C (dV / dt) para el condensador

Tenga en cuenta que en esas expresiones tiene un derivado , no como Resistores donde V = R * I. En las resistencias puede inferir sobre el valor de voltaje si conocer el valor instantáneo de I.

En el caso de los inductores, obtendrá voltaje si la corriente cambia. a lo largo del tiempo (es decir, dI / dt no es cero). Si su corriente es I = cos (w t) entonces su voltaje será V = L (-sin (w t)) = L (cos (w * t + 90 °)) Luego decimos que el voltaje conduce la corriente en un ángulo de 90 °.

Este es un enfoque no matemático.

  

1) circuito puramente capacitivo

     

Se dice que la corriente conduce la tensión en un ángulo de 90 °. Entonces, en t = 0 el voltaje es cero, pero la corriente no es cero. No puedo imaginar que esto suceda, es extraño.

Estás en lo correcto. La declaración omite mencionar que t = 0 no es el momento en que se enciende el circuito. Es un punto de referencia en algún momento después de que el circuito se haya estabilizado.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Figura 1. Un circuito de condensador simple alimentado a 1 kHz.

Figura2.LasimulacióndelaFigura1muestraqueent=0tantoVcomoIsoncero.

• Ent=0vemosqueV=0eI=0.
• Paraestaconfiguración,elcircuitoparecehabersenormalizadoenelsegundociclo.
• Tengaencuentaqueen\$I_{MAX}\$latasadecambiodevoltaje,\$\frac{dV}{dt}\$tambiénesmayor.Estoesloqueesperaríamos.Siestuviéramosllenandountanquedeagua,latasadecambiodealturaseríacuandoelflujohaciaelinteriorseamáximo.
• Tengaencuentaqueen\$V_{MAX}\$lacorrientehacaídoacero.

  

2)circuitopuramenteinductivo

    

Elvoltajeconducelacorrienteenunángulode90°,porloquehayunpequeñoperíododetiempodondenohaycorrienteapesardeunadiferenciapotencial.Ylacorrientesubesolocuandolatensiónestáenwt=90°.Denuevo,mepreguntocómoesestoposible.

Nuevamenteenestasituación,el

^{simular este circuito}

Figura 3. Un circuito inductor simple alimentado a 1 kHz.

Figura 4. En el inductor V, las derivaciones I.

Desafortunadamente, el simulador no se inicia correctamente con un inductor, pero el principio es similar pero complementario al del capacitor.

• Como usted indicó, a un voltaje máximo, la corriente es cero (primera flecha en la Figura 4). Esto es correcto, pero observe que la tasa de cambio de la corriente es máxima.