Corriente continua y corriente alterna

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Corriente continua y corriente alterna

Leidy Vanessa Rojas Pineda Marzo 2016.

Corporacin Unificada Nacional de Educacin Superior.Circuitos bsicos

Diferencias entre Corriente Continua DC y Corriente Alterna AC

1. Corriente continua DCLa corriente continuala producenlas bateras, las pilas ylas dinamos. Entre los extremos de cualquiera de estos generadores se genera una tensin constante que no varia con el tiempo. Por ejemplo si la pila es de 12 voltios, todo los receptores que se conecten a la pila estarn siempre a 12 voltios (a no ser que la pila este gastada y tenga menos tensin). Si no tienes claro las magnitudes de tensin e intensidad, te recomendamos que vayas primero al enlace de la parte de abajo sobre las magnitudes elctricas antes de seguir.

Adems de estar todos los receptores a la tensin de la pila, al conectar el receptor (una lmpara por ejemplo) la corriente que circula por el circuito es siempre constante (mismo nmero de electrones) , y no varia de direccin de circulacin, siempre va en la misma direccin, es por eso que siempre el polo + y el negativo son los mismos.

Conclusin, en c.c. (corriente continua o DC) la Tensin siempre es la misma y la Intensidad de corriente tambin.

Si tuviramos que representar las seales elctricas de la Tensin y la Intensidad en corriente continua en una grfica quedaran de la siguiente forma:

2. Corriente alterna ACEste tipo de corriente es producida por los alternadores y es la que se genera en las centrales elctricas. La corriente que usamos en las viviendas en los enchufes es de este tipo.

En este tipo de corriente, la intensidad varia con el tiempo (numero de electrones) y adems cambia de sentido de circulacin a razn de 50 veces por segundo (frecuencia 50Hz). Tambin la tensin generada entre los dos bornes (polos) varia con el tiempo en forma de onda senoidal (ver grfica), por lo que no es constante. Veamos como es la grfica de la tensin en corriente alterna.

Esta onda senoidal se genera 50 veces cada segundo, es decir tiene una frecuencia de 50Hz (hertzios), en EEUU es de 60Hz. Como vemos pasa 2 veces por 0V (voltios) y 2 veces por la tensin mxima que es de 325V. Es tan rpida la velocidad a la que se genera la onda que cuando no hay tensin en los receptores, no se aprecia y no se nota, excepto en lostubos fluorescentes(efecto estroboscpico). Adems vemos como a los 10ms (milisegundos) la direccin cambia y se invierten los polos, ahora llega a una tensin mxima de -325V (tensin negativa).

Esta onda se conoce como onda alterna senoidal y es la ms comn ya que es la que tenemos en nuestras casas. La onda de la intensidad sera de igual forma pero con los valores de la intensidad lgicamente, en lugar de los de la tensin.

3. Diferencias Ventajas DCVentajas CA

Se puede almacenar en bateras No es buena de distribuir a grandes distancias Se necesitan resistencias para bajar el voltaje Distribucin con dos o un soloconductor, utilizando la tierra comoconductor de retorno Mejor utilizacin de losaparatos, que puedensoportar una tensinms elevada Mucho menos peligrosa que la corriente alterna

Distribucincon dos o un soloconductor Facilidaddeinterrupcinde lacorriente Facilidaddetransformacin, paraadaptarelnivel de tensin

Desventajas DCDesventajas CA

La principal, no se puede transportar en grandes distancias Imposibilidad deempleo de transformadores, lo que dificulta el cambio denivel de tensin Lainterrupcindecorriente continuapresenta ms problemas que la decorriente alterna

En las casas se utiliza corriente alterna, por lo que si quieres montar una maqueta en corriente continua, necesitaras un transformador de AC DC.Comportamiento de los condensadores y las bobinas, pero solo en Corriente Continua DC1. Condensadores DCLos condensadores son estructuras en las que se pueden almacenar cargas elctricas en reposo. En su estructura bsica, un condensador consta de dos placas metlicas que representan los electrodos del condensador. Por medio del aislamiento de las cargas se forma una diferencia de potencial elctrico (tensin) U entre los electrodos. La imagen siguiente muestra como ejemplo un condensador de placas, con la superficie A y la distancia entre placas d, que porta la carga Q. Debido al aislamiento de cargas se forma un campo elctrico entre las placas (no representado en esta imagen).

Entre las placas, por lo general, se encuentra un material aislante, esto es, el elemento que se conoce como dielctrico (no representado en la parte superior). Entre la carga y la tensin existe una relacin lineal; es vlida la siguiente relacin La magnitud C representa la capacidad del condensador, y se expresa con la unidad faradio (smbolo: F).La capacidad de un condensador se puede asumir como constante, y depende nicamente de la estructura geomtrica y del dielctrico empleado. Para un condensador de placas es vlida la siguiente relacin: En esta ecuacin, 0 es la constante elctrica de campo y posee un valor de 8.854210-12 AS/Vm, r es el ndice dielctrico (carente de unidad), A la superficie de una placa y d la distancia entre placas. Si un condensador se conecta a una tensin continua U0 a travs de una resistencia de carga R, se carga debido a la presencia de dicha tensin, proceso durante el cual la tensin del condensador, de acuerdo con una funcin exponencial, aumenta de 0 V hasta alcanzar su valor final U0 (100%) (curva de carga de un condensador, vase la imagen de la izquierda). Si, a continuacin, se desconecta el condensador de la fuente de tensin y se lo cortocircuita, se produce un proceso de descarga inverso al proceso de carga (vase la imagen de la derecha).

2. Proceso de carga del condensador en el circuito de corriente continuaEn el experimento siguiente se debe analizar el proceso de carga de un condensador de 100 F (curva de la tensin del condensador y corriente de carga). Monte el circuito experimental representado a continuacin. La siguiente figura ilustra el montaje experimental: Abra el instrumento virtual Fuente de tensin continua, y seleccione los ajustes que se detallan en la tabla siguiente. En primer lugar, no conecte el instrumento. 2. Bobina DCJunto al campo elctrico, que aparece por ejemplo entre las placas de un condensador cargado, existe en la electrotecnia un segundo tipo de campo en forma de campo magntico. Mientras que el campo elctrico aparece en el entorno de cargas en reposo, el campo magntico est ligado a portadores de carga en movimiento, esto es, a una corriente elctrica. La inductancia L de la bobina es, en este caso, un indicador de su capacidad para generar una tensin de autoinduccin. Para una bobina alargada es vlida la siguiente relacin:

En esta ecuacin, 0 es la constante magntica de campo, r la permeabilidad relativa del ncleo de la bobina, N el nmero de espiras, l la longitud de la bobina y A su seccin transversal (vase la imagen siguiente). La unidad de la inductancia es el henrio (smbolo H, 1 H = 1 Vs/A). Una bobina tiene una inductancia igual a 1 H si durante la modificacin uniforme de la corriente que fluye por ella en 1 A por segundo, se induce una tensin de autoinduccin igual a 1 V.3. Conexin y desconexin de una bobina DCSi una bobina se encuentra en un circuito de corriente continua, la corriente que fluye por ella es constante -tomando en cuenta, en primer lugar, el proceso de conexin- de manera que no se genera ninguna tensin de autoinduccin. La bobina acta, por tanto, en este caso, como una resistencia hmica, cuyo valor de resistencia (por lo general muy pequeo), resulta del valor de resistencia especfico del material de la bobina al igual que de la longitud y seccin transversal del alambre. Cuando se conecta una bobina, en primer lugar, se forma su campo magntico; debido a las modificaciones resultantes del flujo, se crea una tensin de autoinduccin que acta opuestamente a la tensin aplicada. De esta manera no asciende la intensidad de corriente abruptamente en el circuito elctrico (como ocurrira con una carga resistiva), sino que la corriente asciende paulatinamente hasta alcanzar un determinado valor final. Si se desconecta la bobina, tiene lugar un proceso inverso: Al diluirse el campo magntico se origina una tensin de autoinduccin, que tiene el mismo sentido que la tensin que se aplicaba anteriormente, y que en las bobinas con fuertes campos magnticos puede adoptar valores ms elevados. La tensin de autoinduccin, en principio, mantiene el flujo de corriente que atraviesa la bobina, de manera que la corriente no vara abruptamente sino que desciende paulatinamente hasta llegar a cero.

Funcionamiento bsico de los Diodos en Corriente Continua DCEn esta seccin se utilizar el modelo simplificado, o modelo aproximado del diodo para analizar el comportamiento en diversas configuraciones en serie y en paralelo con entradas de CD.Para cada configuracin o circuito debe determinarse primero el estado de cada diodo (Conduccin o No Conduccin). Despus de determinar esto se puede poner en su lugar el equivalente adecuado y determinar los otros parmetros de la red.En lo subsecuente, se utilizar el modelo simplificado, o modelo aproximado del diodo para analizar el comportamiento en diversas configuraciones en serie y en paralelo con entradas de CC (Corriente Continua, Corriente Directa).A continuacin se abordarn algunos puntos y conceptos a tomar en cuenta previos y para el anlisis de un circuito con diodos:1.- Un diodo estar en estado activo siVD= 0.7Vpara elSiyVD= 0.3para elGe.2.- Para cada configuracin o circuito debe determinarse primero el estado de cada diodo (conduccin o no conduccin).3.- Despus de verificar el punto anterior, en ocasiones es conveniente poner en lugar del diodo, el circuito equivalente adecuado y posteriormente determinar los otros parmetros de la red.4.- Hay que tener en cuenta que:oUn circuito abierto puede tener cualquier voltaje a tra