Entiendo que el vector de Poynting nos muestra que la energía fluye en la región externa o entre los conductores, pero las matemáticas son demasiado profundas para que las descubra, cuando la corriente es alterna, si el flujo es constante o varía cíclicamente Con los diferentes campos eléctricos y magnéticos. ¿Alguien puede resolver esto por mí?
Es el flujo de energía debido a una constante de corriente alterna o cíclica
En el dominio del tiempo, ciertamente no es constante, es cíclico y, si la carga es reactiva, se alterna.
Considere el caso de una fuente de corriente alterna que controla una resistencia. La potencia entregada a la resistencia es:
$$ p_R (t) = i ^ 2 (t) R = I ^ 2_ {max} \ cos ^ 2 (\ omega t) R = \ dfrac {I ^ 2_ {max} R} {2} [ 1 + \ cos (2 \ omega t)] $$
Por lo tanto, para una carga puramente resistiva, la potencia alterna entre
$$ 0 \ leq p (t) \ leq I ^ 2_ {max} R $$
Ahora, considere reemplazar la resistencia con una carga puramente reactiva, por ejemplo, un inductor. Entonces:
$$ p_L (t) = v_L (t) i (t) = L \ dfrac {di (t)} {dt} i (t) = - \ omega L \ sin (\ omega t) cos (\ omega t) = - \ dfrac {\ omega LI ^ 2_ {max}} {2} \ sin (2 \ omega t) $$
Tenga en cuenta que la potencia asociada con el inductor alterna entre positivo y negativo, es decir, el inductor absorbe y entrega alternativamente la potencia.
Para una carga puramente reactiva, la energía "salta" de un lado a otro entre la fuente y la carga.
Para una carga compleja, hay una combinación de lo anterior; una potencia neta distinta de cero entregada a la parte resistiva y un componente alternativo asociado con la parte reactiva.
Lo anterior también se puede analizar en el dominio fasor, pero creo que es especialmente transparente en el dominio de tiempo.
Sí, la potencia en los sistemas de CA monofásicos es cíclica. Para algunos valores de la diferencia de fase entre la corriente y el voltaje, incluso puede convertirse en negativo (es decir, el flujo se invierte) durante una fracción de todo el período.
Por el contrario, para sistemas de tres fases, con cargas equilibradas, la potencia es constante. Se puede ver una de las principales ventajas de los sistemas trifásicos.
La energía eléctrica fluye desde la fuente de energía a la carga entre los conductores a través de la radiación electromagnética, que tiene propiedades de tipo onda y de tipo partícula. La energía solo fluye en una dirección, desde la fuente de energía hasta el sumidero de energía. No es cíclico en el sentido de moverse de un lado a otro entre, por ejemplo, un generador y una bombilla. Solo fluye del generador a la bombilla. Si la cantidad de la energía que se transmite varía dependiendo de la carga.