Corriente Alterna

BIOGRAFÍA DEL CIENTÍFICO JAMES MAXWELL

Nació el 13 de junio de 1831 en Edimburgo, en el seno de una familia acomodada.

En 1841 comenzó sus estudios en la Academia de Edimburgo, donde demostró un excepcional interés por la geometría, disciplina sobre la cual versó su primer trabajo científico, publicado cuando contaba sólo catorce años de edad. Cursó estudios en las universidades de Edimburgo y Cambridge. Es profesor de física en la Universidad de Aberdeen desde 1856 hasta 1860. En 1871 fue el profesor más destacado de física experimental en Cambridge, donde supervisa la construcción del Laboratorio Cavendish.

Amplía la investigación de Michael Faraday sobre los campos electromagnéticos, demostrando la relación matemática entre los campos eléctricos y magnéticos. También demuestra que la luz está compuesta de ondas electromagnéticas. Su obra más importante es el Treatise on Electricity and Magnetism (Tratado sobre electricidad y magnetismo, 1873), en donde, por primera vez, publicó su conjunto de cuatro ecuaciones diferenciales en las que describe la naturaleza de los campos electromagnéticos en términos de espacio y tiempo.

James Clerk Maxwell falleció en Cambridge, Reino Unido, el 5 de noviembre de 1879, ocho años antes de la confirmación experimental de su teoría electromagnética.

GENERACION DE UNA CORRIENTE ALTERNA

La obtención de energía eléctrica conlleva diversos métodos. La transformación de otros tipos de energía en energía eléctrica es el método más usual. Entre los procedimientos utilizados podemos destacar los químicos, mecánicos, térmicos, nucleares, eólicos, solares, etc. Pero, para comenzar con uno de ellos, hablaremos del más extendido y, a la vez, más sencillo: la generación de corriente de tipo alterna a partir de una conversión mecánico-eléctrica.

Este es el caso de las centrales de generación situadas en grandes presas. La fuerza procedente de la liberación del agua se utiliza para mover enormes turbinas que, a su vez, accionan potentes generadores de energía eléctrica. En la ilustración podemos ver una muestra simplificada de lo que constituye un generador de corriente alterna. Para facilitar su entendimiento, debemos imaginar un motor eléctrico trabajando en modo reversible, esto es, a un motor eléctrico se le suministra energía eléctrica y este genera, mediante su giro, energía de tipo mecánico.

CORREINTE ALTERNA

La corriente alterna es aquella en que la que la intensidad cambia de dirección periódicamente en un conductor. Como consecuencia del cambio periódico de polaridad de la tensión aplicada en los extremos de dicho conductor.

La variación de la tensión con el tiempo puede tener diferentes formas: senoidal (la forma fundamental y más frecuente en casi todas las aplicaciones de electrotecnia); triangular; cuadrada; trapezoidal; etc...Si bien estas otras formas de onda no senoidales son más frecuentes en aplicaciones electrónicas.

Las formas de onda no senoidales pueden descomponerse por desarrollo en serie de Fourier en suma de ondas senoidales (onda fundamental y armónicos), permitiendo así el estudio matemático y la de sus circuitos asociados.

PERIODO Y FRECUENCIA DE LA CORRIENTE ALTERNA

• La frecuencia de la corriente alterna constituye un fenómeno físico que se repite cíclicamente un número determinado de veces durante un segundo de tiempo y puede abarcar desde uno hasta millones de ciclos por segundo o hertz (Hz).

• El periodo es tiempo que demora cada valor de la sinusoide de corriente alterna en repetirse o cumplir un ciclo completo, ya sea entre pico y pico, entre valle y valle o entre nodo y nodo, se conoce como “período”. El período se expresa en segundos y se representa con la letra (T).

FASES Y DIFERENTES FASES DE LA CORRIENTE ALTERNA

• FASE DE CORRIENTE ALTERNA

La salida de un generador simple de c-a varía en forma de onda sinusoidal. Por lo tanto, si dos de estos generadores se ponen a funcionar, cada uno generará una salida sinusoidal completa después de una revo¬lución. Si los generadores se hacen funcionar en el mismo instante y giran exactamente a la misma velocidad, las dos formas de onda comen¬zarán y terminarán simultáneamente. También alcanzarán sus valores máximos y pasarán por cero al mismo tiempo. Entonces se dice que las dos formas de onda “coinciden” entre sí y que las tensiones que repre¬sentan están en fase. De aquí se concluye que el término fases usa para indicar la relación de tiempo entre tensiones y corrientes alternas.

El que dos corrientes o tensiones estén en fase no significa que sus magnitudes sean iguales. Las magnitudes máximas se alcanzan al mismo tiempo, pero sus valores pueden ser diferentes.

Aunque generalmente se usa el término fase para comparar la relación de tiempo de dos ondas, también se puede usar para indicar un punto de una onda en determinado instante.

• DIFERENCIA DE FASE DE CORRIENTE ALTERNA

Si dos generadores idénticos arrancan al mismo tiempo y giran a la misma velocidad, sus valores máximo y mínimo ocurrirán simultánea¬mente, de manera que ambas salidas estarán en fase. Pero si un generador se arranca después del otro, sus valores máximo y mínimo de salida ocurrirán después de los valores correspondientes al otro generador. En el caso que se considera, ambas salidas están de basados, o, dicho de otra manera, existe una diferencia de fase entre ambas salidas. La magnitud de la diferencia de fase depende de cuánto atraso tenga una salida con respecto a la otra.

La diferencia de fase se puede expresar en fracciones de ciclo. Luego. si

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