CC Y CA

Thomas Edison y Nikola Tesla han sido dos de los mayores genios e inventores de la historia. A pesar de ello, el primero es conocido casi en exclusiva por la bombilla incandescente y el segundo es prácticamente desconocido para el público general. Sin embargo, hace más de un siglo que ambos comenzaron una “guerra”, conocida a día de hoy como la guerra de las corrientes.

A pesar de que las primeras centrales eléctricas del mundo generaban corriente continua haciendo girar dinamos, la corriente alterna es actualmente la forma dominante en la generación, transporte y distribución de electricidad.

Esas primeras centrales de CC, impulsadas por Edison, presentaban la dificultad de cambiar el nivel de voltaje, lo que hacía necesario que estuvieran situadas en el mismo sitio o cerca del lugar de consumo para reducir las pérdidas. Por el contrario, las centrales de corriente alterna, respaldadas por Tesla, permitían cambiar los niveles de voltaje de forma sencilla y económica mediante el empleo de un transformador eléctrico, posibilitando el transporte de electricidad a larga distancia.

Así las cosas, al ver su negocio en riesgo, Edison inició una campaña pública de descrédito contra la corriente alterna que lo llevó a electrocutar animales en público y promover el uso de la silla eléctrica para alertar de los peligros de la corriente alterna. No obstante, a pesar de sus intentos, la construcción de plantas centralizadas de gran tamaño dio lugar a economías de escala que decantaron la balanza en favor de la corriente alterna. Sin embargo, en los últimos años, la corriente continua de Edison ha vuelto a cobrar importancia.

NIKOLA TESLA

(Smiljan, actual Croacia, 1856 - Nueva York, 1943) Físico estadounidense de origen serbio. Estudió en las universidades de Graz (Austria) y Praga. Después de haber trabajado en varias industrias eléctricas en París y en Budapest, se trasladó a Estados Unidos (1884), donde trabajó a las órdenes de Thomas A. Edison, entonces partidario de la corriente eléctrica continua.

Sus invenciones y patentes se sucedieron con cierta rapidez. En 1887, y como consecuencia del descubrimiento llevado a cabo por John Hopkinson en 1880, según el cual tres corrientes alternas y desfasadas entre sí pueden ser trasladadas de manera más sencilla que una corriente alterna normal, Tesla inventó el motor de inducción de corriente trifásica.

THOMAS EDISON

Thomas Edison fue un inventor y empresario estadounidense de los siglos XIX y XX (nació el 11 de febrero de 1847 y murió el 18 de octubre de 1931 a los 84 años) conocido principalmente por:

– Patentar más de 1000 inventos (1093 para ser exactos).

– Mejorar la calidad de vida y la industria de su era a través de invenciones como: la bombilla eléctrica de larga duración, el fonógrafo (que permitía grabar y reproducir sonidos) o el quinetoscopio (precursor del proyector cinematográfico); entre otros.

  Nació el 11 de febrero de 1847 en Milan, una pequeña población de Ohio (Estados Unidos).Finalmente, el 18 de octubre de 1931, debido a una complicación diabética, falleció a los 84 años de edad, pasando a la historia como uno de los inventores más prolíficos de la historia con la abrumadora cifra de 1093 patentes registradas en vida.

TIPOS DE POLARIDAD

Polaridad sutractiva: Presenta la relación entre los voltajes inducidos en el devanado primario y el secundario.Todos los transformadores conectados de este modo tienen los conectores H1 y X1 situados directamente el uno frente al otro.Los voltajes inducidos se oponen uno a otro haciendo que el voltaje inducido del secundario se reste del voltaje del primario

Polaridad aditiva:Cuando se conecta H1 y X2, el voltaje a traves de H2 y X1 es mayor 

que el de primario.Los voltajes inducidos se suman hasta alcanzar el total de los del

 primario y del secundario.

POLARIDAD

   Es la propiedad de los terminales (polos) de una batería o de una pila, que pueden ser positivos o negativos. La corriente eléctrica circula desde el cátodo (polo negativo) hacia el ánodo (polo positivo), generando un flujo que permite el funcionamiento de diversos dispositivos a través de la energía eléctrica.

APLICACIONES DE LOS TRANSFORMADORES

Los tranformadores son unos dispositivos sumamente versátiles.Se emplean para aumentar la tensión, reducir la tensión, aumentar la corriente, reducir la corriente y para adpatar la impedancia.Asimismo, pueden producir un defaste de 180°, proveer dos señales desfasadas en 180° y aislar un circuito de otro.Finalmente, pueden bloquear la corriente continua y dejar que pase la corriente alterna y puede tambien proveer varias señales diferentes a diversos niveles de tensión.

TRANSFORMADORES

Son dispositivos formados por dos o mas bobinas, arrolladas sobre un núcleo y acopladas magneticamente , es decir, que el campo magnético creado por una bobina llamada primario, corta las espiras de las demas bobinas llamdas secundarios

FILTROS LC

Tipos de filtros

  Existen varios tipos de filtros que se emplean en la electrónica.En general, un circuito filtro básico puede dividirse en cuatro categoria

• Un filtro de paso de banda: Está diseñado para dejar pasar una banda estrecha de frecuencias y rechazar las frecuencias más altas y más bajas.

• Un filtro de rechazo de banda : Está diseñado para dejar pasar todas las frecuencias excepto una banda estrecha.

• Un filtro de paso bajo: Se usa para atenuar todas las frecuencias por encima de cierta frecuencia de corte.Deja pasar las bajas frecuencias pero bloquea las altas frecuencias.

• Un filtro de paso alto: Tienes las características opuestas.Deja pasasr las señales por encima de la frecuencia de corte pero bloquea aquellas por debajo de esta frecuencia.

  Estos cuatro filtros se emplean mucho.Las frecuencias que se bloquean o dejan pasar dependen d elos valores de los componentes empleados y la forma en que se conectan.

CIRCUITOS RC EN PARALELO

 Otro circuito RC muy usado es la combinación en paralelo de una resistencia y un capacitor. La corriente en el capacitor está determinada por la tensión aplicada y la reactancia capacitiva.

  La corriente total proporcionada por la fuente de c.a. es la suma de las corrientes del resistor y capacitor.

Ir = E

       R

  La corriente total del circuito Ir puede obtenerse entonces sumando los vectores de las corrientes del resistor y capacitor. Por el teorema de Pitagoras.

Ir=√(Ir)²+√(Ic)²

Conociendose la resistencia y la reactancia capacitiva, podra hallarse la impedancia mediante la formula

 Rr=R₁.R₂/(R₁+R₂)                               Z=R.Xc/(√R²+√Xc²)

DIFERENCIAS ENTRE IMPEDANCIA,REACTANCIA Y RESISTENCIA

IMPEDANCIA

  La impedancia es la oposición total al flujo de corriente en un circuito de c.a.
  En un circuito que contenga un resistor y un capacitador, la oposición total es la suma de la reactancia capacitiva y la resistencia. Tanto la reactancia como la resistencia impiden el flujo de corriente. Debido al desface creado por el capacitador, la reactancia capacitiva y la resistencia no pueden sumarse directamente, lo mismo que tampoco pueden sumarse directamente las caídas de tensión en el capacitador y resistor en un circuito RC en serie. La impedancia es la suma vectorial de la reactancia capacitiva y resistencia, como veremos mas adelante.

  La impedancia de un circuito de c.a. se expresa en ohmios y se designa por la letra Z. Podemos definir la impedancia por la ley de Ohm, lo mismo que definíamos la resistencia total de un circuito de c.c. La impedancia de un circuito de c.a. es igual a la tensión aplicada dividida por la corriente total del circuito.

Z = E

       I 

CIRCUITOS RC EN SERIE

  A veces se emplean en electrónica circuitos que son puramente capacitivos, pero más a menudo se combinan capacitadores con otros componentes para formar redes electrónicas. El circuito más comunmente usado es un resistor y capacitador en serie. A pesar de su sencillez, este circuito RC en serie tiene muchas aplicaciones. Otro circuito capacitivo muy empleado es la combinación del resistor-capacitador en paralelo. Si bien no es tan común como el circuito RC en serie, el circuito RC en paralelo se halla frecuentemente en los circuitos electrónicos.

LEY DE OHM EN LOS CIRUITOS CAPACITIVOS

En un circuito c.a., un capacitor es tan efectivo como un resistor para controlar la cantidad de corriente. La ley de ohm describe la relación básica entre la corriente, tensión y resistencia en un circuito eléctrico.Esta relación es valida tambien en los circuitos c.a. capacitivos. En un circuito puramente capacitivo, la corriente del circuito es directamente proporcional a la tensión aplicada e inversamente proporcional a la reactancia capacitiva. se expresa con la formula:

I= E

      Xc

Por ejemplo, supongamos que un atensión de c.a. de 6,3 voltios se aplica a un capacitor con una reactancia de 210 ohmios. La corriente en el circuito será:

                        I=  E  =  6,3  = 0,3 amperios ó 30 miliamperios

                             Xc    210

Manipulando la esta fórmula de la ley de ohm, podemos calcular tensión y reactancia.

E = IXc         Xc=  E

                              I

REACTANCIA CAPACITIVA

 La impedancia de un condensador dependiente de la frecuencia, se le llama reactancia capacitiva.En un circuito de c.a. el capacitor está constantemente cargándose y descargándose. La tensió n en el capacitor se opone constantemente a los cambios en la tension aplicada.Esta oposición al flujo de c.a. que ofrece el capacitor se denomina reactancia capacitiva y se representa por el simbolo Xc y, se mide en ohmios La reactancia capacitiva de un capacitor está determinada por su capacitancia y la frecuencia de tensión aplicada.La cantidad de oposición que un capacitor ofrece al flujo de corriente en un circuito de c.a. es en función de su capacitancia y de la frecuencia de la tensión de c.a.

CALCULOS EN UN CIRCUITO RESISTIVO EN PARALELO

Calculos en un circuito resistivo paralelo

En una red de resistores en paralelo, los valores de tensión sobre cada resistor es el mismo e igual al valor de la tensión aplicada, los cuales estan en fase con las corrientes del circuito.

Digamos que R1 = 50Ω, R2= 100Ω y T= E*150V

Et= Er1 = Er2 = 150 V 

Ir1= Et  = 150V = 3A

R1      50n 

            Ir2= Et  =  150V  =  1,5 A

    R2     100n

It  = Ir1 + Ir2 = 3A + 1,5 A = 4,5 A

Rt=  Et    =   150 V  = 33,3 ohmios 

CALCULOS EN UN CIRCUITO RESISTIVO EN SERIE

Cálculos en un circuito resistivo serie

LA corriente de un circuito resistivo estará siempre en fase con la tensión aplicada y tendrá el mismo valor en un instante dado en todos los puntos del circuito aun usando varios resitores.

Debido  a las tensiones ER1 y ER2 están en serie y en fase entre si, el valor resultante ambas (suma), que a su vez esta en paralelo y en fase con la tensión aplicada, es igual al valor de la tensión aplicada. El proceso de calculo es igual que es circuitos de tensión contínua.

Colocando que R1 = 50Ω , R2 = 100Ω y Vs= Ea

    It = Et  =  150V =  150V = 1A 

Rt        100+5      50    

Er1 = It * R1 = 1* 50 = 50 V

Er2 = It * R2 = 1 * 100= 100V

Et= Er1 + Er2 = 50 + 100 = 150 V

CIRCUITOS RESISTIVOS EN AC

El valor de la corriente que fluye a través del resistor en un instante dado, depende de la tensión de dicho instante y del valor del resistor que es constante.Las reglas y leyes aplicadas a los circuitos con tensión continua aplicada son también aplicables a los circuitos resistivos con tensión alterna aplicada.

Puesto que una resistencia no almacena energía, como lo hace un capacitor o inductor, y como no produce un adelanto o retraso de corriente, los circuitos resitivos en ca se manejan como si se tratara de circuitos en cd.Por lo tanto, en el circuito la corriente fluye ( de acuerdo con la ley de ohm).

FRECUENCIA Y UNIDAD DE FRECUENCIA

Son las veces que cumple un ciclo la onda por segundo.La frecuancia se mide en numeros de ciclos que se realizan en un segundo.La unidad base de la frecuencia es el Hertz (Hz) es decir 1Hz=1ciclo en un segundo. 

La electricidad que llega desde el poste a nuestra casa es electricidad de corriente alterna que quieredecir que se representa con la onda senoidal. estoquiere decir que un ciclo se mide desde que inicia la senoide desde arriba o positivo pasa por cero y llega a un maximo negativo y regresa a cero y ahi termina un ciclo.La onda senoidal efectua cuatro ciclos en un segundo, y por tanto tiene una frecuenciam (f) de cuatro hertz (Hz) y de forma abreviada se escribe:

f = 4Hz

En Norteamerica esta electricidad tiene una frecuencia de 60Hz osea 60 ciclos en un segundo, es una ca senoidal.En la mayoria de los paises europeos la energia eléctrica se distribuye a una frecuencia de 50 Hz.

No toda la electricidad tiene frecuencia por ejemplo la energia electrica de tipo de corriente directa no tiene frecuencia por que siempre esta en el lado positivo y no hace ningun ciclo ya ques constante. 

La frecuencia ( f ) y el periodo ( T ) son valores recíprocos, es  decir: 

T = 1/f y f = 1/T

El período va en segundos mientras que la frecuencia esta en hertz.(Recordemos que un hertz es un ciclo por segundo)

LA FORMA DE ONDA SINUSODIAL

Una señal sinusoidal, a(t), tensión, v(t), o corriente, i(t), se puede expresar matemáticamente según sus parámetros característicos  como una función del tiempo por medio de la siguiente ecuación:

donde:

A0 es la amplitud en voltios o amperios (también llamado valor máximo o de pico),
ω la pulsación en radianes/segundo,
t el tiempo en segundos, y
β el ángulo de fase inicial en radianes.

Dado que la velocidad angular es más interesante para matemáticos que para ingenieros, la fórmula anterior se suele expresar como:

donde f es la frecuencia en hercios (Hz) y equivale a la inversa del período

. Los valores más empleados en la distribución son 50 Hz y 60 Hz.

CONVERSION DE CORRIENTE ALTERNA A CORRIENTE CONTINUA

Rectificación de la tensión en corriente continua.Este proceso, denominado rectificación, se realiza mediante dispositivos llamados rectificadores, basados en el empleo de tubos de vacío y actualmente, de forma casi general, mediante diodos semiconductores o tiristores.

Lo que hace el rectificador es convertir la corriente alterna que sale del secundario del transformador a corriente continua, lo que pasa es que esta corriente aún no es totalmente continua, si no que consta de una parte continua y una parte alterna; el rectificador aprovecha la propiedad que tienen de conducir la corriente eléctrica en un solo sentido, cuando conducen se dice que están polarizados en forma directa y cuando no conducen se dice que están polarizados en forma inversa.

La corriente alterna en un momento tendrá valores positivos, luego de un tiempo tendrá valores negativos, su valor de voltaje irá alternando en el tiempo, ademas pasado un tiempo sus valores de voltaje se repiten y es a ese tiempo que tardan en repetirse esos valores a lo que se le llama periodo, de ahí que se diga que la corriente alterna es periódica, y a la inversa de este tiempo se le conoce como frecuencia,   la imagen que  sigue es una muestra de como se observa en el osciloscopio la corriente alterna variando en el tiempo.

Este es el circuito más simple que puede convertir corriente alterna en corriente continua.

CORRIENTE ALTERNA Y CONTINUA

CORRIENTE ALTERNA

 Se denomina corriente alterna (CA)(abreviada AC en inglés, de alternating current) a la Corriente eléctrica en la que su flujo y dirección varían periodicamente.Es decir, fluye primeramente en una dirección y luego en la dirección opuesta. La forma de onda de la corriente alterna más comúnmente utilizada es la de una Onda senoidal, puesto que se consigue una transmisión más eficiente de la energía.

A pesar de que las primeras centrales eléctricas del mundo generaban corriente continua haciendo girar dinamos, la corriente alterna es actualmente la forma dominante en la generación, transporte y distribución de electricidad.

CORRIENTE CONTINUA

  La corriente continua (CC)(en inglés DC, de Direct Current) es el flujo que fluye a lo largo de un circuito eléctrico siempre en el mismo sentido de electrones a través de un conductor entre dos puntos de distinto potencial. . La mayoría de los dispositivos electrónicos que empleamos en nuestro día a día (ordenadores, tablets, teléfonos móviles, etc. hacen uso de este tipo de sistema. En la corriente continua las cargas eléctricas circulan siempre en la misma dirección (es decir, los terminales de mayor y de menor potencial son siempre los mismos). Aunque comúnmente se identifica la corriente continua a toda corriente que mantenga siempre la misma polaridad.

  Su descubrimiento se remonta a la invención de la primera pila por parte del científico italiano Conde Alessandro Volta. No fue hasta los trabajos de Thomas Alva Edison sobre la generación de electricidad en las postrimerías del siglo XIX, cuando la corriente continua comenzó a emplearse para la transmisión de la energía eléctrica.

CONVERSION DE LAS UNIDADES DE INDUCTANCIA

Para convertir	Divide por :	Multiplique por:
Henrios a microhenrios	x	1.000.000
Henrios a milihenrios	x	1.000
microhenrios a Henrios	1.000.000	x
microhenrios a milihenrios	1.000	x
milihenrios a Henrios	1.000	x
milihenrios a microhenrios	x	1.000