LA CORRIENTE ALTERNA

LA CORRIENTE ALTERNA

Carlos Cristóbal Corozo Zúñiga, Víctor José Illares Guartambel

Ingeniería eléctrica, Universidad Politécnica Salesiana

Cuenca, Ecuador

ccorozo@est.ups.edu.ec

villares@est.ups.edu.ec 

Resumen⸺ La forma de corriente alterna más utilizada es la sinusoidal, que permite una transferencia de energía más eficiente, tanto que cuando se habla de corriente alterna, se entiende como corriente alterna sinusoidal. (wikipedia, 2018)

Sin embargo, algunas aplicaciones utilizan otras formas de onda periódicas, como triángulos o rectángulos. (wikipedia, 2018)

En términos generales, la corriente alterna se refiere a cómo se suministra energía a los hogares y negocios. Sin embargo, las señales de audio y radio transportadas por cables también son ejemplos de corriente alterna. En estos casos, el objetivo más importante suele ser transmitir y recuperar la información de la señal de CA codificada (o modulada). (wikipedia, 2018)

Palabras Claves: corriente, sinusoidal, alterna, energía, señal

Abstract⸺ The most widely used form of alternating current is sinusoidal, which allows a more efficient transfer of energy, so much so that when we speak of alternating current, it is understood as sinusoidal alternating current. (wikipedia, 2018)

However, some applications use other periodic waveforms, such as triangles or rectangles. (wikipedia, 2018)

Alternating current refers to how power is supplied to homes and businesses. However, audio and radio signals carried by cables are also examples of alternating current. In these cases, the most important goal is usually to transmit and retrieve the information from the encoded (or modulated) AC signal. (wikipedia, 2018)

Keywords: current, sinusoidal, alternating, energy, signal

1. INTRODUCCIÓN

L

a corriente que alimenta las industrias y los hogares es la corriente alterna sinusoidal. La corriente continua siempre tiene la misma dirección y significado. En corriente alterna, el flujo de electrones cambia de dirección periódicamente a 50 o 60 Hz, según el país. (Anonimo, s.f.)

Para una breve reseña histórica del origen de la corriente alterna, debemos remontarnos al final de la p. diecinueve. Nikola Tesla (1856 - 1943) investigó y desarrolló los componentes necesarios para generar y transmitir corriente alterna. Westinghouse compró los derechos de sus patentes de acondicionadores de aire y realizó la primera exhibición pública de acondicionadores de aire en 1893 durante la Feria Mundial de Chicago. (Anonimo, s.f.)

La principal ventaja de la corriente alterna sobre la corriente continua es la capacidad de transmitir a largas distancias con menos pérdidas. Esto se debe a la simplicidad del diseño y al alto rendimiento debido a la fácil conversión de corriente alterna de baja tensión a alta tensión mediante un transformador estático. Por lo tanto, se puede aumentar el voltaje y disminuir el amperaje, reduciendo así la pérdida de potencia en el conductor en forma de calor (dado que la potencia indicada es P = I^2 · R). Después de la transmisión a alto voltaje, el voltaje se reduce nuevamente para la transmisión al usuario final. (Anonimo, s.f.)

Finalmente, Nikola Tesla y Westinghouse ganaron la batalla, y en 1883 obtuvieron la concesión para construir la primera planta hidroeléctrica AC en las Cataratas del Niágara para alimentar la ciudad de Buffalo. (Anonimo, s.f.)

1. LA CORRIENTE ALTERNA

La corriente alterna (CA) es un tipo de corriente eléctrica que cambia a lo largo del tiempo. La variación puede ser en intensidad de corriente o en sentido a intervalos regulares. (Planas, 2016)

El voltaje varía entre los valores máximo y mínimo de manera cíclica. El voltaje es positivo la mitad del tiempo y negativo la otra mitad. Esto significa que la mitad del tiempo la corriente circula en un sentido y, la otra mitad en sentido opuesto. (Planas, 2016)[pic 1]

Fig. 1: Onda de la corriente Alterna

La forma más habitual de la ondulación sigue una función trigonométrica tipo seno. Esta es la forma más eficiente y práctica de producir energía eléctrica mediante alternadores. Sin embargo, hay ciertas aplicaciones en las que se utilizan otras formas de onda, como la onda cuadrada o la onda triangular. (Planas, 2016)

La corriente continua es aquella que mantiene su valor de tensión constante y sin cambio de polaridad. (Planas, 2016)

En los orígenes industriales del uso de la electricidad en el siglo XIX se utilizó corriente continua. La ventaja de la corriente directa es que se puede almacenar en baterías. Sin embargo, un tiempo más tarde, Nikola Tesla desarrolló la corriente alterna. Este hecho provocó una importante disputa entre Thomas Edison y George Westinghouse para distribuir la electricidad utilizando una tecnología u otra en la llamada guerra de las corrientes. (Planas, 2016)

1. LAS MATEMÁTICAS Y LA CORRIENTE ALTERNA SINUSOIDAL

Algunos tipos de oscilaciones periódicas tienen el inconveniente de no tener definida su expresión matemática, por lo que no se puede operar analíticamente con ellas. Por el contrario, la oscilación sinusoidal no tiene esta indeterminación matemática y presenta las siguientes ventajas:

La función seno está perfectamente definida mediante su expresión analítica y gráfica. Mediante la teoría de los números complejos se analizan con suma facilidad los circuitos de alterna. (wikipedia, 2018)

Las oscilaciones periódicas no sinusoidales se pueden descomponer en suma de una serie de oscilaciones sinusoidales de diferentes frecuencias que reciben el nombre de armónicos. Esto es una aplicación directa de las series de Fourier. (wikipedia, 2018)

Se pueden generar con facilidad y en magnitudes de valores elevados para facilitar el transporte de la energía eléctrica. (wikipedia, 2018)

Su transformación en otras oscilaciones de distinta magnitud se consigue con facilidad mediante la utilización de transformadores. (wikipedia, 2018)

1. VALORES SIGNIFICATIVOS

A continuación, se indican otros valores significativos de una señal sinusoidal:

Valor instantáneo (a(t)): es el que toma la ordenada en un instante, t, determinado. (wikipedia, 2018)

Valor pico a pico (App): diferencia entre su pico o máximo positivo y su pico negativo. Dado que el valor máximo de sen(x) es +1 y el valor mínimo es -1, una señal sinusoidal que oscila entre +A0 y -A0. El valor de pico a pico, escrito como AP-P, es por lo tanto (+A0) -(-A0) = 2×A0. (wikipedia, 2018)

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