1Corriente continua y corriente alterna

Leidy Vanessa Rojas Pineda Marzo 2016.

Corporación Unificada Nacional de Educación Superior.Circuitos básicos

Diferencias entre Corriente Continua DC y Corriente Alterna AC

1. Corriente continua DC

   La corriente continua la producen las baterías, las pilas y las dinamos. Entre los

extremos de cualquiera de estos generadores se genera una tensión 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 estarán siempre a 12 voltios (a no ser que la pila este gastada y tenga menos tensión).

Si no tienes claro las magnitudes de tensión e intensidad, te recomendamos que vayas

primero al enlace de la parte de abajo sobre las magnitudes eléctricas antes de seguir. 

  Además de estar todos los receptores a la tensión de la pila, al conectar el receptor (una

lámpara por ejemplo) la corriente que circula por el circuito es siempre constante (mismo

número de electrones) , y no varia de dirección de circulación, siempre va en la misma

dirección, es por eso que siempre el polo + y el negativo son los mismos.

  Conclusión, en c.c. (corriente continua o DC) la Tensión siempre es la misma y la

Intensidad de corriente también.

   Si tuviéramos que representar las señales eléctricas de la Tensión y la Intensidad en

corriente continua en una gráfica quedarían de la siguiente  forma:

2. Corriente alterna AC

Este tipo de corriente es producida por los alternadores y es la que se genera en las

centrales eléctricas. 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

además cambia de sentido de circulación a razón de 50 veces por segundo (frecuencia

50Hz). También la tensión generada entre los dos bornes (polos) varia con el tiempo en

forma de onda senoidal (ver gráfica), por lo que no es constante. Veamos como es la gráfica

de la tensión 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 tensión máxima que es de 325V. Es tan rápida la velocidad a la que se genera la onda que

cuando no hay tensión en los receptores, no se aprecia y no se nota, excepto en los tubos

fluorescentes (efecto estroboscópico). Además vemos como a los 10ms (milisegundos) la

dirección cambia y se invierten los polos, ahora llega a una tensión máxima de -325V

(tensión negativa).

   Esta onda se conoce como onda alterna senoidal y es la más común ya que es la que

tenemos en nuestras casas. La onda de la intensidad sería de igual forma pero con los

valores de la intensidad lógicamente, en lugar de los de la tensión.

3. Diferencias

Ventajas DC Ventajas CA

Se puede almacenar en baterías

No es buena de distribuir a grandes distancias

Se necesitan resistencias para bajar el voltaje

Distribución con dos o un solo conductor, utilizando la tierra como conductor de retorno

Mejor utilización de los aparatos, que pueden soportar una tensión más elevada

Mucho menos peligrosa que la corriente alterna

Distribución con dos o un solo conductor

Facilidad de interrupción de la corriente

Facilidad de transformación, para adaptar el nivel de tensión

Desventajas DC Desventajas CA

La principal, no se puede transportar en grandes distancias

Imposibilidad de empleo de transformadores, lo que dificulta el cambio de nivel de tensión

La interrupción de corriente continua presenta más problemas que la de corriente alterna

En las casas se utiliza corriente alterna, por lo que si quieres montar una maqueta en

corriente continua, necesitaras un transformador de AC à DC.

Comportamiento de los condensadores y las bobinas, pero solo en Corriente Continua

DC

1. Condensadores DC

Los condensadores son estructuras en las que se pueden almacenar cargas

eléctricas en reposo. En su estructura básica, un condensador consta de dos placas metálicas

que representan los electrodos del condensador. Por medio del aislamiento de las cargas se

forma una diferencia de potencial eléctrico (tensión) 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 eléctrico 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 dieléctrico (no representado en la parte superior). Entre la

carga y la tensión existe una relación lineal; es válida la siguiente relación La magnitud C

representa la capacidad del condensador, y se expresa con la unidad faradio (símbolo: F).

La capacidad de un condensador se puede asumir como constante, y depende

únicamente de la estructura geométrica y del dieléctrico empleado. Para un condensador de

placas es válida la siguiente relación: En esta ecuación, ε0 es la constante eléctrica de

campo y posee un valor de 8.8542·10-12 AS/Vm, εr es el índice dieléctrico (carente de

unidad), A la superficie de una placa y d la distancia entre placas. Si un condensador se

conecta a una tensión continua U0 a través de una resistencia de carga R, se carga debido a

la presencia de dicha tensión, proceso durante el cual la tensión del condensador, de

acuerdo con una función exponencial, aumenta de 0 V hasta alcanzar su valor final U0

(100%) (curva de carga de un condensador, véase la imagen de la izquierda). Si, a

continuación, se desconecta el condensador de la fuente de tensión y se lo cortocircuita, se

produce un proceso de descarga inverso al proceso de carga (véase la imagen de la

derecha).

2. Proceso de carga del condensador en el circuito de corriente continua

En el experimento siguiente se debe analizar el proceso de carga de un

condensador de 100 µF (curva de la tensión del condensador y corriente de carga). Monte

el circuito experimental representado a continuación. La siguiente figura ilustra el montaje

experimental: Abra el instrumento virtual Fuente de tensión continua, y seleccione los

ajustes que se detallan en la tabla siguiente. En primer lugar, no conecte el instrumento.

2. Bobina DC

Junto al campo eléctrico, que aparece por ejemplo entre las placas de un

condensador cargado, existe en la electrotecnia un segundo tipo de campo en forma de

campo magnético. Mientras que el campo eléctrico aparece en el entorno de cargas en

reposo, el campo magnético está ligado a portadores de carga en movimiento, esto es, a una

corriente eléctrica. La inductancia L de la bobina es, en este caso, un indicador de su

capacidad para generar una tensión de autoinducción. Para una bobina alargada es válida la

siguiente relación:

En esta ecuación, µ0 es la constante magnética de campo, µr la permeabilidad

relativa del núcleo de la bobina, N el número de espiras, l la longitud de la bobina y A su

sección transversal (véase la imagen siguiente). La unidad de la inductancia es el henrio

(símbolo H, 1 H = 1 Vs/A). Una bobina tiene una inductancia igual a 1 H si durante la

modificación uniforme de la corriente que fluye por ella en 1 A por segundo, se induce una

tensión de autoinducción igual a 1 V.

3. Conexión y desconexión de una bobina DC

Si 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

conexión- de manera que no se genera ninguna tensión de autoinducción. La bobina actúa,

por tanto, en este caso, como una resistencia óhmica, cuyo valor de resistencia (por lo

general muy pequeño), resulta del valor de resistencia específico del material de la bobina

al igual que de la longitud y sección transversal del alambre. Cuando se conecta una

bobina, en primer lugar, se forma su campo magnético; debido a las modificaciones

resultantes del flujo, se crea una tensión de autoinducción que actúa opuestamente a la

tensión aplicada. De esta manera no asciende la intensidad de corriente abruptamente en el

circuito eléctrico (como ocurriría 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 magnético se origina una tensión de

autoinducción, que tiene el mismo sentido que la tensión que se aplicaba anteriormente, y

que en las bobinas con fuertes campos magnéticos puede adoptar valores más elevados. La

tensión de autoinducción, en principio, mantiene el flujo de corriente que atraviesa la

bobina, de manera que la corriente no varía abruptamente sino que desciende

paulatinamente hasta llegar a cero.

Funcionamiento básico de los Diodos en Corriente Continua DC

En esta sección se utilizará 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 configuración o circuito debe determinarse primero el estado de cada

diodo (Conducción o No Conducción). Después de determinar esto se puede poner en su

lugar el equivalente adecuado y determinar los otros parámetros de la red.

En lo subsecuente, se utilizará 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 continuación se abordarán algunos puntos y conceptos a tomar en cuenta

previos y para el análisis de un circuito con diodos:

1.- Un diodo estará en estado activo si VD = 0.7V para el Si y VD = 0.3 para

el Ge.

2.- Para cada configuración o circuito debe determinarse primero el estado de

cada diodo (conducción o no conducción).

3.- Después de verificar el punto anterior, en ocasiones es conveniente poner en

lugar del diodo, el circuito equivalente adecuado y posteriormente determinar los otros

parámetros de la red.

4.- Hay que tener en cuenta que:

o    Un circuito abierto puede tener cualquier voltaje a través de sus terminales

(hasta VPI en el caso de un diodo), pero la corriente siempre es cero (IS en el caso de un

diodo, aunque IS » 0).

o    Un corto circuito tiene una caída de cero volts a través de sus terminales

(0.7 volts para un diodo de Si, 0.3 volts para un diodo de Ge, 0 volts para un diodo ideal) y

la corriente estará limitada por la red circundante.

En los diversos circuitos que se muestran a continuación,

determine VD, ID y VR.

on V = 12 volts

Realizando la malla:

V - VT  - VR = 0

12 - 0.7 - IR = 0

Despejando I de la ecuación anterior:

I = (12 - 0.7)/1.2 k = 9.42 mal

on el diodo invertido la corriente por él será cero (si se utiliza el modelo

simplificado)

y entonces I = 0.

12 - VD - VR = 0, donde VR = IR = 0

VD = 12 volts

I = ID = 0 A

En este caso, aunque la polaridad del voltaje de la fuente es adecuada para

polarizar el diodo, el nivel de voltaje es insuficiente para activar al diodo de silicio y

ponerlo en el estado de conducción.

De acuerdo con la gráfica ID = 0

0.4 - 0.4 - VR = 0

0.4 - 0.4 - IR = 0

I = 0 Þ VR = 0

4.-

Referencias

http://www.areatecnologia.com/corriente-continua-alterna.htm

http://fisica.unmsm.edu.pe/images/0/05/Laboratorio-6.pdf

http://www.kumbaya.name/ci1210/leccion%205.%20se%C3%B1ales%20y

%20compuertas/Comportamiento%20de%20CC%20de%20un%20diodo/

6%20Comportamiento%20de%20CC%20de%20un%20diodo.htm