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CORRIENTE ALTERNA:
La corriente alterna (C.A.) es una corriente eléctrica que circula primero durante un cierto tiempo en un determinado sentido para a continuación hacerlo en sentido opuesto y también durante un tiempo determinado. El generador de corriente alterna, llamado también alternador es un dispositivo que transforma en energía eléctrica, la energía mecánica aplicada a un conductor inducido, que se mueve en un campo magnético creado por un imán inductor. La corriente alterna (CA) se refiere a la forma en la cual la electricidad llega a los hogares y a las empresas. Aunque, las señales de audio y de radio transmitidas por los cables eléctricos, son también ejemplos de corriente alterna. En estos usos, el fin más importante suele ser la transmisión y recuperación de la información codificada sobre la señal de la corriente alterna. En la figura se muestra una gráfica sinusoidal de la variación de la corriente con respecto al tiempo mientras la espira gira. A esta corriente que cambia de sentido cada media vuelta se le llama corriente alterna. Diferencia entre corriente alterna (C.A) y corriente continua (C.C) La corriente continua no puede transformarse a largas distancias sin que sufra una considerable pérdida de potencia, condición ésta que es debido a la resistencia de los cables, que la disipa en forma de calor antes de que la corriente llegue a su destino. En cambio la corriente alterna puede llevarse a largas distancias sin pérdidas apreciables. Esto se logra por medio de líneas de alta tensión. La corriente continua no puede ser irradiada por una antena; en cambio la corriente alterna puede ser irradiada al espacio desde una antena y proyectada a grandes distancias sobre la superficie terrestre.
La corriente alterna representa una fuente de energía mucho más barata que la continua, especialmente teniendo en cuenta que puede ser convertida en esta última con cierta facilidad por medio de un rectificador. En cambio, la conversión de corriente continua en alterna, no resulta generalmente ni fácil ni conveniente. Características de la Corriente Alterna En la C.A. se consideran como características: período, frecuencia, pulsación y fase. A continuación describamos cada una: Periodo y frecuencia de una corriente alterna La frecuencia es el número de ciclos de una señal alterna durante un segundo. Se mide en hertzio o también en ciclos/segundo. La fórmula para calcularla es:
F =
T
Donde T es el periodo: tiempo que tarda en realizarse un ciclo, medido en segundos Valores instantáneos de una corriente alterna El valor instantáneo de una señal de corriente alterna es cualquier punto de esa señal alterna, o dicho de otra manera más técnica es el valor que se obtiene en cada instante de tiempo en la función senoidal. Su ecuación es:
V = V max ∙ sen ( ω ∙t )
Esta es la llamada diferencia de potencial instantánea. La intensidad instantánea viene dada por la expresión:
I = I max ∙ sen ( ω ∙t )
La fuerza electromotriz instantánea viene dada por la expresión:
ε = ε max ∙ sen ( ω ∙t )
Valores eficaces de la corriente La intensidad eficaz de una corriente alterna es la intensidad de una corriente continua que es capaz de producir el mismo efecto térmico que la corriente alterna en el mismo tiempo al pasar a través de la misma resistencia.
Uno de sus usos más prácticos fue el empleo de baterías de almacenamiento. El único problema con la corriente continua fue que, por ejemplo, cuando está conectada a una bombilla, la alimentación solo está llegando a la bombilla y la hace parpadear. Además, por la CC, dicha bombilla o cualquier otro objeto eléctrico no sería confiable durante largo período de uso. Pero todo cambió gracias al físico Nikola Tesla quien tras años de estudio, diseñó y construyó en 1882, el primer motor de corriente alterna. Un poco más adelante en la historia, en 1891, se celebró la Exposición Internacional de Electrotécia en Frankfurt, Alemania, donde se mostró la primera transmisión a larga distancia de CA trifásica, que alimentaba las luces y los motores en la exposición. Varios representantes de lo que se convertiría en General Electric estuvieron presentes y quedaron impresionados por la pantalla. Al año siguiente, General Electric se formó y comenzó a invertir en tecnología de CA. Dos años después, Westinghouse ganó un contrato para construir una represa hidroeléctrica que aprovechara el poder de las cataratas del Niágara para transmitir CA a Buffalo (Nueva York). El proyecto se completó el 16 de noviembre de 1896 y la energía de CA comenzó a impulsar las industrias en Buffalo. Este acontecimiento marcó el declive de DC en los Estados Unidos. En nuestro tiempo, la corriente alterna de Tesla se puede ver en todo el mundo. Por ejemplo, cada objeto eléctrico que tiene un cable eléctrico, como una tostadora, un televisor, una lámpara, un sillón de masaje o una impresora, utiliza la corriente alterna. Aplicaciones de la Corriente Alterna Generar y transportar CA a través de largas distancias es relativamente fácil. A voltajes altos (más de 110 kV), se pierde menos energía en la transmisión de energía eléctrica. Los voltajes más altos significan corrientes más bajas, y las corrientes más bajas significan menos calor generado en la línea eléctrica debido a la resistencia. La CA se puede convertir hacia y desde altos voltajes fácilmente usando transformadores. La CA también es capaz de alimentar motores eléctricos. Los motores y los generadores son exactamente el mismo dispositivo, pero los motores
convierten la energía eléctrica en energía mecánica. Esto es útil para muchos electrodomésticos grandes como lavaplatos, refrigeradores, etc. Circuitos de corriente alterna Circuito con resistencia óhmica: La intensidad de una corriente alterna que atraviesa solo una resistencia óhmica está en fase con la f.e.m alterna que la produce. La diferencia de potencial en los extremos de la resistencia no es más que la diferencia de potencial eficaz que viene dada por la relación:
V e = Ie ∙ R
Circuito con solo autoinducción: La diferencia de potencial eficaz entre los extremos de la inductancia viene dada por:
V e = Ie ∙ X L
En donde V e es la diferencia de potencial eficaz en los extremos de la
inductancia L, Ie la intensidad eficaz y X L es la reactancia inductiva
Se demuestra a través de procedimientos matemáticos avanzados que
X L = ω ∙ L
Como ω = 2 π ∙ f puede escribirse que:
X L = 2 π ∙ f ∙ L
Siendo X^ L la reactancia inductiva, f la frecuencia en ciclo/s y L la inductancia en
Henrys. La unidad en que se mide X L es Ohm.
Circuito con únicamente condensador: La diferencia de potencial eficaz entre los extremos del condensador viene dada por:
V e = Ie ∙ Xe
De donde X c es la reactancia capacitiva. Esta reactancia no es más que la
dificultad que los condensadores oponen al paso de la corriente.
