Oct 032019
 

Corriente alterna ¿Qué es?

La corriente alterna, también representada por “CA” o “AC”, se diferencia de la corriente continua, en que esta última circula sólo en un sentido. La corriente alterna (como su nombre lo indica) circula por durante un tiempo en un sentido y después en sentido opuesto, volviéndose a repetir el mismo proceso en forma constante.

Este tipo de corriente es la que nos llega a nuestras casas y la usamos para alimentar la TV, el equipo de sonido, la lavadora, la refrigeradora, etc. y proviene de generadores. La frecuencia de este proceso se repite es de 50 o 60 veces por segundo (5o Hz o &0 Hz)

Corriente alterna (CA) vs Corriente continua (CC)

El motivo por el cual se prefiere la corriente alterna sobre la corriente continua es su facilidad de transformación con ayuda de transformadores, lo que permite la transmisión de la energía a largas distancias de manera más económica. Con la corriente continua, ésto también es posible, pero por un método poco práctico.

También es se entiende como corriente alterna a las señales de audio, radio y otras que se transmiten a través de antenas o cables. Estas señales tienen por lo general amplitudes menores y su frecuencia depende de la aplicación que tenga.

Representación gráfica de una señal de corriente alterna

La forma más usual de la corriente alterna es la senoidal. También hay otras formas como la onda  triangular y la onda cuadrada. Hablaremos aquí de la onda senoidal, muy común porque es la que nos llega a nuestras casas a través de la red de distribución de energía eléctrica.

Corriente Alterna (CA - AC) - Ventajas de la Corriente Alterna

En el gráfico anterior se muestra el voltaje (que es también alterno) y tenemos que la magnitud de éste varía primero hacia arriba y luego hacia abajo (de la misma forma en que se comporta la corriente) y nos da una forma de onda llamada: onda senoidal.

El voltaje varía continuamente, y para saber que voltaje tenemos en un momento específico, utilizamos la siguiente fórmula:  V = Vp x Seno (Θ), donde:

  • Vp = V pico es el valor máximo que obtiene la onda y
  • Θ es una distancia angular y se mide en grados.

Aclarando un poco esta última parte y analizando el gráfico, se ve que la onda senoidal es periódica (se repite la misma forma de onda continuamente). Si se toma un período de ésta (un ciclo completo), se dice que tiene una distancia angular de 360 grados.

Y con ayuda de la fórmula que ya dimos, e incluyendo Θ (distancia angular para la cual queremos saber el voltaje) obtenemos el voltaje instantáneo de nuestro interés. Para cada distancia angular diferente el valor del voltaje es diferente, siendo en algunos casos positivo y en otros negativo (cuando se invierte su polaridad).

¿Qué ventajas tiene la corriente alterna?

La corriente alterna tiene muchas ventajas comparado con la corriente continua.

– Una de las ventajas más evidentes es que el voltaje en corriente alterna puede ser ampliado o reducido en amplitud por medio de transformadores. Si se aumenta el voltaje, se disminuye la corriente en la misma proporción sin perder la potencia transmitida.

– Al ser menor la corriente que se desea transportar, los conductores necesarios son de menor calibre (más delgados) y por ende las instalaciones más económicas. Esto es especialmente útil en el transporte de corriente a grandes distancias, como desde las hidroeléctricas hasta las subestaciones con transformadores de distribución que alimentan el consumo eléctrico de las ciudades, empresas, etc.

– Es posible obtener diferentes valores de voltaje en CA (mayores o menores) para aplicaciones específicas, con ayuda de transformadores.

– Si se desea obtener corriente continua a partir de corriente alterna, se puede utilizar un sistema de rectificación de fácil obtención. Ver diagrama de bloques de una fuente de voltaje / fuente de poder.

Propiedades de corriente alterna

Todas las señales senoidales, como la señal de voltaje alterno, corriente alterna y otras, tienen características que es necesario tomar en cuenta para entender el comportamiento de sistemas eléctricos y electrónicos.

Frecuencia:(f)

Si se pudiera contar cuantos ciclos de esta señal senoidal de corriente o voltaje suceden en un segundo tendríamos: la frecuencia de esta señal, con unidad de ciclos / segundo, que es lo mismo que Hertz o Hertzios.

Periodo:(T)

El tiempo necesario para que un ciclo de la señal senoidal anterior se produzca, se llama período (T) y tiene la fórmula: T = 1 / f, o sea el período (T) es el inverso de la frecuencia. (f)

Propiedades de la corriente alterna (CA)

Voltaje Pico-Pico:(Vpp)

Analizando el gráfico se ve que hay un voltaje máximo y un voltaje mínimo. Los dos son voltajes pico (Vp). La diferencia entre estos dos voltajes es el llamado voltaje pico – pico (Vpp) y es igual al doble del voltaje Pico (Vp) (ver gráfico).

Ver Valor RMS, Valor Pico, Valor Promedio. Este tipo de gráficos se pueden observar con facilidad con ayuda de un osciloscopio.

Voltaje RMS. (Vrms):

Se puede obtener el voltaje (Vrms) equivalente en corriente continua de este voltaje alterno con ayuda de la fórmula Vrms = 0.707 x Vp. Ver: Valor RMS, Valor Pico, Valor Promedio. El voltaje RMS es el valor de voltaje que obtenemos cuando utilizamos un multímetro para medir un voltaje alterno.

Ejemplo: Si tenemos un voltaje pico-pico (Vpp) de 680 V. Cuál es el voltaje RMS (VRMS)?

  • Primero se obtiene el voltaje pico: Vp = Vpp/2 = 340V
  • Usando la fórmula para encontrar Vrms: Vrms = 0.707 x Vp = 0.707 x 340V = 240.38 voltios

Ahora, algo para pensar……..:

Si se prepara un voltímetro para que pueda medir voltajes en corriente alterna (CA / AC) y medimos la salida de un toma corriente de una de nuestras casas, lo que vamos a obtener es: 110 Voltios o 220 Voltios aproximadamente, dependiendo del país donde se mida.

El voltaje que leemos (110 o 220 voltios) en el voltímetro es un VOLTAJE RMS.

¿Cuál será el voltaje pico (Vp) de esta señal que acabamos de medir?

Revisando la fórmula del párrafo anterior despejamos Vp. Vp = Vrms/0.707

  • Caso donde Vrms = 110 V, de la fórmula anterior, Vp = 110V/0.707 = 155.6 Voltios
  • Caso donde Vrms = 220 V, de la fórmula anterior, Vp = 220V/0.707 = 311.17 Voltios

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