Corriente Alterna (AC)

Corriente alterna

El suministro de corriente para dispositivos eléctricos puede provenir de  una fuente de corriente directa (CD) o de una fuente de corriente alterna (AC). En un circuito de CD los electrones fluyen constantemente en una dirección desde la fuente hasta la carga y
nuevamente a la fuente. La polaridad del voltaje de alimentación permanece constante , ejemplo de este tipo de fuente son las baterías y los generadores de CD.

Por lo contrario un generador de CA hace que los electrones  fluya primero en una dirección y después en la dirección contraria. de CA. De hecho un generador de CA invierte la polaridad de sus terminales varias veces por segundo causando que la corriente cambie de dirección con cada inversión.

Un generador básico consiste de un campo magnético, una armadura, anillos de rozamiento y escobillas que conectan con la carga. En un generador comercial el campo magnético es creado por electro imanes. Una armadura está formada por un número determinado de espiras de alambre conductor .devanadas

Cuando un conductor es movido a través de un campo magnético, un voltaje es inducido en el conductor. Mientras la armadura gira en el campo magnético, se genera un voltaje que causa que fluya una corriente.

Anillos rozantes sujetos a la armadura giran con ella y las escobillas de carbón en contacto con los anillos conducen la corriente de la armadura hasta la carga.

Frecuencia.

El número de ciclos por segundo de voltaje inducido en la armadura es la frecuencia del generador. La unidad de frecuencia es el Hertz que se abrevia como Hz. Un Hz equivale a un ciclo por segundo. En la mayoría de los países de América la frecuencia del voltaje suministrado es de 60 Hz.

Valores de amplitud.

Como anteriormente se mencionó, el voltaje y la corriente en un circuito de CA sube y baja a lo largo del tiempo en un patrón conocido como onda senoidal.

Además de tener una frecuencia que es el número de variaciones en un segundo, una onda senoidal también tiene amplitud, que es el rango de variación. La amplitud puede definirse de tres modos, por el valor pico, el valor pico a pico y el valor efectivo o RMS.

El valor efectivo se define como el valor que produce el mismo efecto de calentamiento que la corriente directa, es aproximadamente igual al valor pico multiplicado por 0.7071 

Circuito puramente resistivo de CA

En un circuito de corriente alterna puramente resistivo, la corriente y el voltaje están en fase.

El factor de potencia es igual a 1 y la potencia aparente es igual que la potencia real. 

Inductancia

Inductancia es la oposición al cambio de flujo de corriente, se abrevia con la letra L y su unidad es el Henry que se abrevia con la letra H, el henry es una unidad muy grande por lo que comúnmente se utiliza el mH que es la milésima parte de un Henry.

Los elementos eléctricos que poseen esta característica son las bobinas o inductores.

Inductores en serie

Cuando en un circuito los inductores están en serie la inductancia total  LT es igual a la suma de las inductancias de cada uno de los inductores

Inductores en paralelo

La inductancia total en un circuito con inductores en paralelo se calcula de forma similar a como se calcula la resistencia total en un circuito paralelo.

Circuito puramente inductivo de CA 

En un circuito de corriente alterna puramente inductivo, la corriente se retrasa 90º con respecto al voltaje y la oposición al flujo de la corriente se llama Reactancia Inductiva que se representa como XL

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Capacitancia

Capacitancia es la medida de la habilidad de un circuito para almacenar una carga eléctrica.

Un capacitor está formado por un par de placas conductoras separadas por una fina capa de material aislante o dieléctrico.

Cuando un voltaje es aplicado a las placas, los electrones son forzados hacia una placa. Esa placa tiene un exceso de electrones mientras que la otra tiene una deficiencia de electrones. La placa con exceso de electrones está cargada negativamente. La placa con deficiencia de electrones queda cargada.

Capacitores en serie

La capacitancia total se calcula de manera similar a como se calcula la resistencia total en un circuito paralelo.

Capacitores en paralelo

La capacitancia total en un circuito con capacitores en paralelo es igual a la suma de sus capacitancias.

Circuito puramente capacitivo de CA

En un circuito de corriente alterna puramente capacitivo, la corriente se adelanta 90º con respecto al voltaje y la oposición al flujo de corriente se le llama reactancia capacitiva que se representa como Xc

Hasta ahora hemos visto sistemas monofásicos, que son los más usuales en el ramo doméstico.

Sin embargo las compañías generadoras, generan y distribuyen potencia trifásica, la cual consiste en una serie continua de tres ciclos alternantes, con una separación entre ellos de 120º eléctricos.

Los sistemas trifásicos son los más usuales en el ramo industrial, donde las cargas demandan cantidades mayores de potencia.

 Relación de voltajes de fase y de línea