TIPOS DE CORRIENTE ELÉCTRICA
Lo que conocemos como corriente eléctrica no es otra cosa que la circulación de cargas o electrones a través de un circuito eléctrico cerrado, que se mueven siempre del polo negativo al polo positivo de la fuente de suministro de fuerza electromotriz (FEM).
Existen dos tipos de corrientes eléctricas cuales son: 1.corriente directa (CD) o continua y 2.corriente alterna (CA).
1. CORRIENTE DIRECTA (CD) O CONTINUA
La corriente directa circula siempre en un solo sentido, es decir, del polo negativo al positivo de la fuente de fuerza electromotriz (FEM) que la suministra. Esa corriente mantiene siempre fija su polaridad, como es el caso de las pilas, baterías y dinamos.
2. CORRIENTE ALTERNA (CA)
La corriente alterna se diferencia de la directa en que cambia su sentido de circulación
periódicamente y, por tanto, su polaridad. Esto ocurre tantas veces como frecuencia en Hertz (Hz) tenga esa corriente. A la corriente directa (C.D.) también se le llama "corriente continua" (C.C.).
La corriente alterna es el tipo de corriente más empleado en la industria y es también la que consumimos en nuestros hogares. La corriente alterna de uso doméstico e industrial cambia su polaridad o sentido de circulación 50 o 60 veces por segundo, según el país de que se trate. Esto se conoce como frecuencia de la corriente alterna.
FORMA DE ONDA
La corriente alterna o continua, pero con variación de impulsos, se caracteriza por que cambian periódicamente de forma, pueden tener diferente diseño y manifestarse de modo muy rápido o muy lento, no obstante hay una serie de términos comunes que definen cualquier forma de onda.
Formas comunes de onda
Hay distintos tipos de formas de onda. La definición hace referencia a la forma o característica que tiene cada una de ellas:
1. Onda sinodal
2. Onda en diente de sierra 1 5 3. Onda cuadrada
4. Pulso
5. Onda sinodal amortiguada
6. Onda triangular
7. Escalón 2 6 8. Forma de onda compleja
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Algunos ejemplos de formas de onda:
A. Onda sinodal es la tensión de la red eléctrica de uso doméstico, con una tensión de 220 V y una frecuencia de 50 Hz.
B. Un onda cuadrad es la que proporciona por ejemplo un generador de efecto Hall.
C. El escalón se produce cuando se detecta el paso de un estado eléctrico a otro; por ejemplo la puesta en marcha de un elemento.
D. El pulso se produce cuando se detecta la activación momentánea de un elemento, por ejemplo el destello intermitente de una lámpara.
E. Las formas de onda compleja son las que pueden ser una combinación de varias
(cuadrada, sinodal amor taguada etc.). Por ejemplo las del encendido
LONGITUD DE ONDA
De donde:
Longitud de Onda: Distancia entre dos crestas
A = Amplitud de onda: máximo valor que toma una corriente eléctrica. La máxima perturbación de la onda. La mitad de la distancia entre la cresta y el valle.
Se llama también valor de pico o valor de cresta.
P = Pico o cresta: punto donde la sinusoide alcanza su máximo valor.
N = Nodo o valor cero: punto donde la sinusoide toma valor "0".
V = Valle o vientre: punto donde la sinusoide alcanza su mínimo valor.
Frecuencia: Número de veces que se repite la onda por unidad de tiempo. Si se usa el Hertzio es el número de veces que se repite la onda por cada segundo. (F = 1 / T)
Periodo: 1/frecuencia. Es la inversa de la frecuencia.
Velocidad: la velocidad de la onda depende del medio por el que se propague (por donde viaje). Si la onda viaja por el vació su velocidad es igual a la de la luz 300.000Km/segundo.
Si se propaga por el aire cambia, pero es prácticamente igual a la del vació.
Ciclo: Es la porción de una forma de onda contenida en un periodo
T = Período: tiempo en segundos durante el cual se repite el valor de la corriente. Es el intervalo que separa dos puntos sucesivos de un mismo valor en la sinusoide. El período es lo inverso de la frecuencia y, matemáticamente, se representa por medio de la siguiente fórmula (T = 1 / F)
Al máximo valor, se le llama precisamente, valor máximo, o valor de pico o valor de cresta, o amplitud
FUNCIONES PERIODICAS
El caso más importante de corrientes alternas son las llamadas corrientes alternas
periódicas: son aquellas en las que los valores se repiten cada cierto tiempo. El tiempo que tarda en repetirse un valor se llama PERIODO de la corriente, se expresa en unidades de tiempo y se representa por la letra T.
En las figuras se muestran varios tipos de corrientes alternas periódicas. Si en el eje horizontal se ha representado el tiempo, el periodo es el intervalo que hay entre dos puntos consecutivos del mismo valor
<-periodo->
Fig.1: Corriente rectangular
Al máximo valor, se le llama precisamente, VALOR MAXIMO, o VALOR DE PICO o VALOR DE CRESTA, o AMPLITUD.
Fig.2: Corriente triangular
El punto en que toma el valor máximo se llama CRESTA o PICO.
El punto en que toma el valor mínimo es el VIENTRE o VALLE,
Fig.3: Corriente en diente de sierra
Los puntos en los que toma el valor cero se les llaman NODOS o CEROS.
La forma más cómoda de medir el periodo es entre picos, o valles, o nodos consecutivos.
Fig.4: Corriente sinusoidal
La diferencia entre un pico y un valle da el VALOR DE PICO A PICO que, naturalmente, será el doble del valor de pico.
El valor de la corriente en cada instante es el VALOR INSTANTANEO, el número de alternancias o ciclos que describe la corriente en un segundo se le llama FRECUENCIA y se expresa en c/s (ciclos por segundo) o HERTZ (Hz).
Los múltiplos más usuales del Hertz son:
KILOHERTZ (KHz.) = 103 Hz. (1.000 Hz), MEGAHERTZ (KHz.) = 106 Hz. (1.000.000 Hz), GIGAHERTZ (KHz.) = 109 Hz. (1.000.000.000 Hz)
VALOR MEDIO Y VALOR EFICAZ VALOR MEDIO
Se llama valor medio de una tensión (o corriente) alterna a la media aritmética de todos los valores instantáneos de tensión (o corriente), medidos en un cierto intervalo de tiempo.
En una corriente alterna sinusoidal, el valor medio durante un período es nulo: en efecto, los valores positivos se compensan con los negativos.
Vm = 0
En cambio, durante medio periodo, el valor medio es
Siendo V0 el valor máximo.
VALOR EFICAZ
Se llama valor eficaz de una corriente alterna, al valor que tendría una corriente continua que produjera la misma potencia que dicha corriente alterna, al aplicarla sobre una misma
resistencia.
Es decir, se conoce el valor máximo de una corriente alterna (I0).
Se aplica ésta sobre una cierta resistencia y se mide la potencia producida sobre ella.
A continuación, se busca un valor de corriente continua que produzca la misma potencia sobre esa misma resistencia. A este último valor, se le llama valor eficaz de la primera corriente (la alterna).
Para una señal sinusoidal, el valor eficaz de la tensión es:
Y del mismo modo para la corriente
La potencia eficaz resultará ser:
Es decir que es la mitad de la potencia máxima (o potencia de pico)
La tensión o la potencia eficaz, se nombran muchas veces por las letras RMS.
O sea, el decir 10 VRMS o 15 WRMS significarán 10 voltios eficaces o 15 watts eficaces, respectivamente.
TEÓRICAMENTE DEFINICIONES DE POTENCIA PODRÍAN SER:
* "La relación de paso de energía de un flujo por unidad de tiempo"
* "Energía absorbida o entregada por un receptor en un tiempo determinado"
* "La capacidad que tiene un receptor eléctrico para transformar la energía en un tiempo determinado".
Potencia en Corriente Continua
La corriente continua es la que tienen las pilas, las baterías y las dinamos. Todo lo que se conecte a estos generadores serán receptores de corriente continua.
Ya hemos dicho que para calcular la potencia en c.c. (corriente continua) se hace mediante la fórmula:
P = V x I = Tensión x Intensidad.
Cuando la tensión se pone en Voltios (V) y la Intensidad en Amperios (A), la potencia nos dará en vatios (w).
Como ves es muy sencillo.
Potencia en Corriente alterna
Si quieres aprender a resolver circuitos en c.a. te recomendamos este enlace: Circuitos de Corriente Alterna, aquí solo hablaremos de potencias.
La corriente alterna es la que se genera en las centrales eléctricas, por eso todos los receptores que se conecten a los enchufes de las viviendas son de corriente alterna (c.a).
Aquí la potencia es un poco más compleja, ya que no solo hay una potencia, sino que hay 3 diferentes.
Empecemos por la más importante, generalmente la que se conoce como potencia. La potencia activa.
Potencia Activa
Esta potencia es la que se transforma en energía en los receptores, la que disipan por la parte de resistencia que tienen, la única que se transforma en energía útil. Solo esta
potencia eléctrica se transforma en trabajo por el receptor. Esta es la que realmente nos da el dato de qué potente es el receptor y es la que viene expresada en las características de todos los receptores. Es por lo tanto la más importante. Se mide en vatios (w) igual que en c.c.
Un factor de potencia que será mayor de 0 y menor de 1. Para calcular su potencia activa será:
Pactiva = V x I x Cosφ = w (vatios).
Potencia Reactiva
Es la potencia que solo tienen los circuitos que tengan parte inductiva o capacitiva (LC) y no se transforma en energía, no produce trabajo útil, por eso podemos considerarla incluso una pérdida. Se representa por la letra Q y su fórmula es:
Q = V x I seno φ; se mide en VAR (voltio amperios reactivos) Potencia Aparente
Es la suma vectorial de las potencias activa y reactiva. Se representa por la letra S y su fórmula es:
S = V x I se mide en voltio amperios (VA)
Ahora si podemos dibujar el llamado triángulo de potencias en c.a.
Las potencias en c.a. se representan por vectores. Podríamos calcular una potencia teniendo las otras 2 simplemente aplicando Pitágoras en el triángulo. Por ejemplo:
P = S x cosen φ; o lo que es lo mismo P = V x I x cose φ. (recuerda S = V x I).
Q = S x seno φ; o lo que es lo mismo Q = V x I x seno φ.