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• Miki Moreno Castillo

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Corriente alterna y corriente directa, características, generación de corriente alterna, CD HISTORIA En el año 1882 el físico, matemático, inventor e ingeniero Nikola Tesla, diseñó y construyó el primer motor de inducción de CA. Posteriormente el físico William Stanley, reutilizó, en 1885, el principio de inducción para transferir la CA entre dos circuitos eléctricamente aislados. La idea central fue la de enrollar un par de bobinas en una base de hierro común, denominada bobina de inducción. De este modo se obtuvo lo que sería el precursor del actual transformador. El sistema usado hoy en día fue ideado fundamentalmente por Nikola Tesla; la distribución de la corriente alterna fue comercializada por George Westinghouse. Otros que contribuyeron en el desarrollo y mejora de este sistema fueron Lucien Gaulard, John Gibbs y Oliver Shallenger entre los años 1881 y 1889. La corriente alterna superó las limitaciones que aparecían al emplear la corriente continua (CC), que es un sistema ineficiente para la distribución de energía a gran escala debido a problemas en la transmisión de potencia, comercializado en su día con gran agresividad por Thomas Edison. La primera transmisión interurbana de la corriente alterna ocurrió en 1891, cerca de Telluride, Colorado, a la que siguió algunos meses más tarde otra de Lauffen a Frankfurt en Alemania. A pesar de las notorias ventajas de la CA frente a la CC, Thomas Edison siguió abogando fuertemente por el uso de la corriente continua, de la que poseía numerosas patentes (véase la guerra de las corrientes). De hecho, atacó duramente a Nikola Tesla y a George Westinghouse, promotores de la corriente alterna, y a pesar de ello ésta acabó por imponerse. Así, utilizando corriente alterna,Charles Proteus Steinmetz, de General Electric, pudo solucionar muchos de los problemas asociados a la producción y transmisión eléctrica, lo que provocó al final la derrota de Edison en la batalla de las corrientes, siendo su vencedor Nikola Tesla y su financiador George Westinghouse.

CONCEPTO DE CORRIENTE 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.

Corriente alterna senoidal

VENTAJAS DE LA CORRIENTE ALTERNA La corriente alterna presenta ventajas decisivas de cara a la producción y transporte de la energía eléctrica, respecto a la corriente continua:     

1-Generadores y motores mas baratos y eficientes, y menos complejos 2-Posibilidad de transformar su tensión de manera simple y barata (transformadores) 3-Posibilidad de transporte de grandes cantidades de energía a largas distancias con un mínimo de sección de conductores ( a alta tensión) 4-Posibilidad de motores muy simples, (como el motor de inducción asíncrono de rotor en cortocircuito) 5-Desaparición o minimización de algunos fenómenos eléctricos indeseables (magnetización en las maquinas, y polarizaciones y corrosiones electrolíticas en pares metálicos)

ddtorres.webs.ull.es/Docencia/Intalaciones/Electrifica/Tema%202.htm

Corriente Directa Es el flujo de corriente que se dirige en una sola dirección. La corriente directa es un tipo de corriente electrica la cual se conoce como corriente continua. Esta corriente electrica es utilizada para energizar diferentes circuitos eléctricos y electrónicos; en la radio electrónica es utilizada para la polarización de diferentes dispositivos como resistencias, transistores, válvulas al vacio, y asi para el correcto funcionamiento de un aparato electronico; la corriente directa es creada por reacciones químicas, por accion de la luz o por induccion electrica. Aparte de la corriente electrica proporcionada principalmente por una pila, en la radio electrónica se encuentra otro tipo que por sus características que presenta se considera corriente directa. Principalmente es producto de una rectificación que presenta un dispositivo electrónico llamado diodo semiconductor, este rectifica la señal de tipo alterno; debido a sus características la corriente directa se divide en cuatro tipos:

1. LA CORRIENTE DIRECTA PULSANTE INTERRUMPIDA.- Es aquella q se obtiene de la salida de un rectificador de media onda y se manifiesta en forma de pulsos.

2. LA CORRIENTE DIRECTA PULSANTE CONTINUA.- Se obtiene de los circuitos rectificadores de onda completa y ademas tambien es proporcionada por generadores de corriente directa.

3. CORRIENTE DIRECTA FACTOR RIZO.- es el resultado de los dos tipos de corriente anteriores. Cuando se remiten a filtraciones proceso por el cual elimina las grandes variaciones, ademas de que se eliminan para conformar un corriente parecida a la corriente directa continua.

PARÁMETROS DE LA CORRIENTE DIRECTA 1. TENSIÓN (E o V = Volt).-Es la fuerza con la que son impulsados los electrones libres, de un conductor originado por una diferencia de potencial la cual puede ser originada a su vez por una fuente de electricidad. 2. INTENSIDAD ( I = Ampere ).- Es la cantidad de electrones que fluyen por un circuito o un contuctor originado por la aplicacion de un voltaje eléctrico, esta corriente causará diferentes afectos tales como presión, sonido, calor, luz, magnetismo, etc. 3. RESISTENCIA ( R = Ohms ).- Es la oposisción que presenta un dispsitivo al paso de la corriente eléctrica.

4. POTENCIA ( P o W = Watts ).- Es el grado de facilidad o dificultad que presentta un elemento para realizar un trabajo, el elemento que realiza una potensia en un circuito electrónico es la resistencia, esta potenci electrónica esta regida por la tensión o intensidad. En resumen estos factores determinan la eficiencia y comportamiento de un circuito de corriente directa y como consecuencia las condiciones regulares para mentener estos factores en un circuito son las siguientes: A) Debe existir una fuente de alimentación de diferencia de potencial que obligue a los electrones a viajar en forma ordenada B) debe existir una trayectoria externa continua para que los electrones llgen de la terminal negativa a la terminal positiva de la fuente de alimentación, siempre y cuando esta trayectoria eléctrica permanezca si desconectarse, entonces existirá un circuito eléctrico cerrado.

GENERADOR DE CORRIENTE ALTERNA (CA) Y CORRIENTE CONTINÚA (CC) La corriente continua o corriente directa es el flujo continuo de electrones a través de un conductorentre dos puntos de distinto potencial. A diferencia de la corriente alterna, en la corriente continua las cargas eléctricas circulan siempre en la misma dirección (es decir, los terminales de mayor y de menor potencial son siempre los mismos). Aunque comúnmente se identifica la corriente continua con la corriente constante (por ejemplo la suministrada por una batería), es continua toda corriente que mantenga siempre la misma polaridad.

Se denomina corriente alterna a la corriente eléctrica en la que la magnitud y el sentido varían cíclicamente. La forma de onda de la corriente alterna más comúnmente utilizada es la de una onda senoidal, puesto que se consigue una transmisión más eficiente de la energía. Sin embargo, en ciertas aplicaciones se utilizan otras formas de onda periódicas, tales como la triangular o la cuadrada. Utilizada genéricamente, la CA se refiere a la forma en la cual la electricidad llega a los hogares y a las empresas. Sin embargo, 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

(o

modulada)

sobre

la

señal

de

la

CA.

Un generador transforma energía mecánica en energía eléctrica. Consta de varios rollos de alambre sobre una armadura que puede girar en un campo magnético. Su eje se hace girar a través de un medio mecánico para inducir una fem en el bobinado en rotación. Una corriente eléctrica es el resultado del movimiento interno de un generador. Existen 2 tipos de generadores de corriente alterna (ca) y de corriente continua (cc) también llamado de corriente directa (cd).

Generador de Corriente Alterna

Generador de Corriente Continua

Una explicación precisa del generador de corriente alterna nos lo muestra el siguiente vídeo: Un generador de ca es muy semejante a uno de cd. Se diferencian porque los anillos conductores son remplazados por conmutadores de anillo bipartido. Un generador simple se compone de 3 partes básicas: una armadura, un imán inductor y las escobillas recolectoras unidas a anillos metálicos. La formula para determinar la fuerza electromotriz producida por un generador en un instante determinado es la siguiente: Einst = NBAωsenϴ

N= numero de espiras de la bobina. B= densidad de flujo. A= área de la espira. Ω= velocidad angular (rad\s) ϴ= dirección de la velocidad v con respecto al campo B en cada instante.

EL TRANSFORMADOR

La corriente alterna tiene sus ventajas con respecto a la corriente continua, porque produce un efecto inductivo que varia constantemente en magnitud y dirección. El transformador es un elemento que aumenta o disminuye el voltaje en un circuto de ca. El transformador simple tiene 3 partes esenciales: 1 bobina primaria conectada a una fuente de ca; una bobina secundaria y un nucleo de hierro dulce. El presente vídeo mostrara con mas detalle lo que es el transformador eléctrico y su origen de este: La fuerza electromotriz inducida en la bobina primaria se determina mediante la siguiente expresión: Ep= -Np Δφ\Δt Ep= fuerza electromotriz inducida en la bobina primaria Np= numero de espiras secundarias Δφ\Δt= rapidez con que cambia el flujo magnetico. El signo menos en esta ecuación indica la dirección en que actua la fem inducida. Los experimentos demuestran que una fem inducida produce siempre una corriente cuyo campo magnetico es opuesto al cambio original de flujo. En for ma similar, la fem en la bobina secundaria será: Es= -Ns Δφ\Δt Relacionando las 2 ecuaciones se puede obtener la siguiente igualdad: Ep\Np = Es\Ns EFICIENCIA DEL TRANSFORMADOR

Para calcular el rendimiento (E) de un transformador, se utiliza la siguiente expresión matematica: E= Ps\Pe x 100 Y como P = EI, entonces E= EsIs\EpIp x 100 Ps= potencia de salida Pe= potencia de entrada Es= fem del devanado secundario Ep= fem del devanado primario Is= corriente que pasa por el devanado secundario Ip= corriente que pasa por el devanado primario Para obtener la eficiencia del transformador en porcentaje se deberá multiplicar por 100. MÁS APLICACIONES DEL MAGNETISMO Otros dispositivos magnéticos son las cabezas que leen y escriben sobre discos y cintas magnéticas.

En conclusión el electromagnetismo y el magnetismo son útiles en nuestra vida ya que sin darnos cuenta está presente en ella y hacemos uso de estos.