¿Te imaginas tu vida sin electricidad? Si no hay electricidad, no habrá progreso en nuestras vidas. En este tutorial, aprenderemos sobre qué es una corriente alterna? Primero aprendamos cómo y cuándo comenzó a existir la corriente eléctrica.
La electricidad no se inventa, existe en la naturaleza en forma de energía. Muchos experimentos fueron conducidos en electricidad. El peligroso experimento de cometas de Benjamin Franklin demostró que los rayos son electricidad. Nikola Tesla y Thomas Edison inventaron la corriente de A.C. y la corriente de D.C. de forma receptiva. Y estos científicos lucharon por la estandarización de la notación actual. Finalmente, la corriente alterna ganó la batalla y comenzó a existir.
Esta corriente alterna es inventada por un famoso científico» Nicholas Tesla «, después de señalar las ineficiencias de las casas de CC de Thomas Alva Edison.
Contenido
¿Qué es la corriente alterna?
La corriente, que invierte su dirección periódicamente en el segundo, se denomina «Corriente alterna» «.La polaridad de la tensión se invierte periódicamente en una fuente de corriente alterna. Entonces la corriente invierte su dirección periódicamente. Por lo tanto, el nombre Corriente Alterna (CA) indica que la corriente se alterna (periódicamente).
El número de veces que esta corriente cambia su dirección en un segundo se puede definir como la frecuencia de la corriente alterna. La frecuencia de 50Hz significa que cambia su dirección por 50 veces en un segundo.
En esta corriente, las partículas cargadas se mueven de cero a su valor máximo en una dirección y caen a cero y van para otro ciclo en la dirección opuesta con los mismos valores (en negativo). Los valores procesados por corriente alterna en ambas direcciones son iguales en todos los casos.
Tiene tanto magnitud como dirección y varía de acuerdo con el tiempo. AC fluirá en ambas direcciones, positiva y negativa, y por lo tanto, es bidireccional. Generalmente, la forma de onda de CA se representa mediante una forma de onda sinusoidal y su fórmula matemática es
A (t) = A sin (2πƒt)
Donde,
A es la magnitud de la señal
t es el período de tiempo
f es la frecuencia de la señal
Generación de corriente alterna
Los dispositivos de generación de corriente alterna se denominan alternadores. La corriente alterna puede generarse por muchos métodos y mediante el uso de muchos circuitos. El método más simple para generar corriente alterna es ‘Usar generador de CA de bobina simple’.
Principio de funcionamiento
Un generador de CA funciona según el principio de la inducción electromagnética de Faraday para convertir energía mecánica (como rotación) en energía eléctrica.
Construcción
Un generador simple consiste en dos imanes permanentes. Producirán un campo magnético fijo entre el norte y el amp; polos sur. En este campo magnético, habrá un único bucle rectangular de cable que es una parte importante del alternador.
Girará alrededor de un eje fijo en el campo magnético generado por los imanes de polo y cortará el flujo magnético. El eje central es perpendicular al campo magnético generado por los dos polos.
Proceso de generación de corriente alterna
- Al principio, el cable es paralelo al campo y no corta el flujo magnético, es decir, las líneas de fuerza magnética. Por lo tanto, no se induce voltaje en el ciclo.
- A medida que el cable gira en sentido antihorario, los lados del cable cortan las líneas de fuerza magnética en direcciones opuestas.
- El EMF inducido en el bucle en cualquier instante de tiempo es proporcional al ángulo de rotación del bucle de cable.
- Cuando el bucle de cable ha girado 180 ° a través de las líneas de fuerza magnéticas en la dirección opuesta, los electrones en el cable fluyen en la dirección opuesta.
- Esto significa que, por cada revolución completa (360 °) de cable, se produce una forma de onda sinusoidal completa.
- El cable giratorio en el campo magnético siempre está conectado con las escobillas de carbón y los anillos deslizantes en todo momento.
- Estos se utilizan para transferir la corriente eléctrica inducida en la bobina.
- La cantidad de CEM inducida en una bobina está determinada por su velocidad, fuerza y longitud.
- Sabemos que ‘frecuencia’ es Número de ciclos por segundo.
- El número de ciclos producidos será de pend en la velocidad del alambre que gira. Eso significa que cuanto mayor es la velocidad de la bobina, más será la frecuencia. Eso significa que f es directamente proporcional a n, donde ‘n’ número de revoluciones de cable.
- La inversión periódica de la polaridad da como resultado la generación de una tensión que tiene polaridad alterna y, por lo tanto, la corriente alterna.
AC Wave Form
La corriente alterna se puede representar mediante una forma de onda, con su amplitud y período de tiempo. Hay muchas formas de onda con las que podemos representar la corriente alterna como onda cuadrada u onda triangular, pero la más fácil es representarla con una onda sinusoidal.
Para cada ciclo completo de la onda sinusoidal, vemos una mitad positiva y una mitad ciclo negativa. Estos semiciclos positivos y negativos representarán que la corriente alterna cambiará su dirección periódicamente. Discutiremos todas las propiedades de la onda sinusoidal en sesiones posteriores.
Fuente de alimentación (línea)
La energía eléctrica de propósito general que se suministra a los hogares se llama electricidad de la red eléctrica. La corriente en este suministro es corriente alterna. El suministro que está conectado desde las líneas eléctricas del transformador (Step Up o Step Down) a las líneas eléctricas domésticas se denomina «Suministro principal o suministro de línea». El suministro principal que utilizamos para fines domésticos en la India es de 220-240 voltios con 50Hz de frecuencia, mientras que en los Estados Unidos (EE. UU.) Es de 120 voltios con frecuencia de 60Hz. Los fabricantes de equipos eléctricos diseñarán sus productos de acuerdo con el suministro de red para que funcione para el rango requerido de voltaje y frecuencia.
Ventajas de la CA sobre CC
- Si consideramos el costo de generar corrientes de CA y CC, el costo de la generación de corriente alterna es más bajo que el de la generación de corriente continua.
- Las máquinas que usan corriente alterna son simples en diseño y su mantenimiento también es fácil comparado con máquinas que utilizan corriente continua.
- Podemos utilizar la corriente alterna para la transmisión a larga distancia, pero no la corriente continua porque el rango de tensión de la corriente alterna es alto.
- La corriente alterna puede transformarse fácilmente de voltaje bajo a alto o alto a bajo voltaje usando un transformador. Por lo tanto, el rango de tensiones en la corriente alterna es muy amplio.
- Sin ninguna pérdida, podemos convertir la corriente alterna en corriente continua utilizando rectificadores y podemos limitar la magnitud de la corriente alterna con la ayuda de un inductor o conductor en una pérdida muy considerable.
- Las pérdidas de transmisión a larga distancia en corriente alterna son muy inferiores a las de la transmisión CC, cuando el voltaje suministrado es alto.
- Los motores CA producirán un mayor rendimiento ( mayor par) que los motores de CC.
Desventajas
- El valor máximo de la corriente CA es alto, por lo que es muy peligroso de usar sin aislamiento.
- El costo de transmisión de CA es muy alto en comparación con la transmisión de CC.
- Da una descarga repelente de alto voltaje a una persona que lo toca y puede causar electrocución.
- Existe la posibilidad de interferencia con las señales de comunicación.
- Aplicaciones de la corriente alterna
- Todos los aparatos eléctricos que utilizamos en nuestra vida cotidiana funcionan con AC curr solo suministro. Ejemplo: T.V., refrigerador, bombilla, ventilador, aire acondicionado, etc.
- La corriente alterna se usa en equipos donde se transmiten señales de alta potencia. Usamos la Corriente Alterna en sistemas de distribución de alta potencia como propagación de ondas de antena, ondas de radio y propagación de ondas ultrasónicas.
- También usamos corriente alterna en transformadores para transmisión de larga distancia, para otros propósitos.
- Principalmente usamos el tipo de corriente en industrias donde el requisito de potencia es alto.