Corriente Alterna (C.A.)


Este tipo de corriente es producida por los alternadores y es la que se genera en las centrales eléctricas. La corriente que usamos en los enchufes o tomas de corriente de las viviendas es de este tipo. Este tipo de corriente es la más habitual porque es la más fácil de generar y transportar.


La corriente alterna (CA) es un tipo de corriente eléctrica que cambia a lo largo del tiempo. La variación puede ser en intensidad de corriente o en sentido a intervalos regulares. Recordemos que la corriente continua es aquella que mantiene su valor de tensión constante y sin cambio de polaridad.


El voltaje varía entre los valores máximo y mínimo de manera cíclica. El voltaje es positivo la mitad del tiempo y negativo la otra mitad. Esto significa que la mitad del tiempo la corriente circula en un sentido y, la otra mitad en sentido opuesto.


La forma más habitual de la ondulación sigue una función trigonométrica tipo seno. Esta es la forma más eficiente y práctica de producir energía eléctrica mediante alternadores. Sin embargo hay ciertas aplicaciones en las que se utilizan otras formas de onda, como la onda cuadrada o la onda triangular.


Como dijimos, en este tipo de corriente, la intensidad varía con el tiempo (número de electrones variable) y además, cambia de sentido de circulación a razón de 50 veces por segundo (frecuencia de 50Hz). También la tensión generada entre los dos bornes (polos) varía con el tiempo en forma de onda senoidal (ver gráfica), por lo que no es constante. La gráfica de la tensión en corriente alterna puede verse en la imágen:


En donde:

A = Amplitud de onda

P = Pico o cresta

N = Nodo o valor cero

V = Valle o vientre

T = Período


Veamos qué significan estos conceptos y algunos más que necesitamos incorporar para poder comprender cabalmente la corriente alterna. Esto es muy importante, ya que el Técnico Electromecánico deberá trabajar con CA la mayor parte del tiempo. Comencemos:


Funciones periódicas


Son aquellas que se repiten periódicamente. Es decir, la función toma los mismos valores para un determinado valor “x” que para otro valor “x+h”. Tanto las magnitudes eléctricas “tensión” como “intensidad” son funciones periódicas del tipo sinusoidal. Esto significa que para un determinado valor “x” tendrán el mismo valor que para “x+360”, “x+720”, etc. Es decir, los valores se repiten cada 360 grados.



Ciclo y semiciclo


La corriente alterna cambia constantemente su valor. Comienza en cero, crece hasta un máximo positivo, luego decrece y llega a cero, alcanza un máximo negativo y luego otra vez cero, repitiendose ésto indefinidamente. Cada repetición, desde el inicio en cero hasta que vuelve al punto de partida se llama ciclo. La mitad de un ciclo se denomina semiciclo.



Los semiciclos por sobre la línea horizontal se llaman semiciclos positivos y los que estén por debajo semiciclos negativos.



Período


El tiempo que dura un ciclo completo se llama período y se mide en segundos o sus submúltiplos (milisegundos, microsegundos, etc). Se representa con la letra T.



Frecuencia


La cantidad de ciclos que entran en un segundo se denomina frecuencia. Se la representa con la letra f y se mide en Hertz (Hz). La frecuencia es la inversa del período:


Donde:

f = Frecuencia de la red, en hercios (Hz).

T = Periodo, en segundos (s).


Para aclarar esta idea, veamos las siguientes imágenes. En la primera, en un tiempo de 1 segundo entra un solo período. En la segunda entran dos y en la tercera cuatro:



En el primer caso la frecuencia es de 1 Hz (Hertz), en el segundo 2 Hz y en el tercero 4 Hz


La corriente alterna que se utiliza en la República Argentina tiene 50 Hz, es decir, 50 ciclos por segundo. Como el período es la inversa de la frecuencia, T=1/f = 1/50 = 0,02 segundos o 20 milisegundos.


Pulsación


Es el cociente entre el ángulo que abarca un ciclo expresado en radianes (2𝜋), y el tiempo empleado en recorrerlo, que es el periodo (T).


ω = 2.T/f = 2.π.f

En donde:

ω = Pulsación (en rad/s)

T = Periodo, en segundos (s).

f = Frecuencia de la red, en hercios (Hz).


Valor instantáneo


Es el valor que toma la tensión, o intensidad, en cada instante.



Valor medio


El valor medio de la tensión, Vm y el valor medio de la corriente Im, se calculan mediante las expresiones:


Vm = 2.Vo/2

Im = 2.Io/2

En donde:

Vm = Valor medio de la tensión, en voltios (V)

Im = Valor medio de la intensidad, en amperios (A)

Vo = Valor máximo de la tensión, en voltios (V)

Io = Valor máximo de la intensidad, en amperios (A)


Valor eficaz


El valor eficaz de la tensión, Vef y el valor eficaz de la corriente Ief, se obtienen al dividir por la raíz de dos el valor máximo de la magnitud correspondiente, tensión o intensidad. La tensión eficaz Vef suele llamarse simplemente V, lo mismo que la corriente eficaz Ief que se suele denotar I


V = Vef = Vo/√2

I = Ief = Io/√2


Siendo:

V = Valor eficaz de la tensión, en voltios (V).

I = Valor eficaz de la intensidad, en amperios (A).

Vo = Valor máximo de la tensión, en voltios (V)

Io = Valor máximo de la intensidad, en amperios (A)


El valor eficaz es el que miden los aparatos de medida respectivos (voltímetros y amperímetros). Por lo tanto en los ejercicios no diremos 220 V de valor eficaz, ni 28 A de valor eficaz, diremos solamente 220 V y 28 A


Relación entre el valor eficaz y el valor medio


El valor eficaz de la tensión se obtiene al multiplicar por 1,11 el valor medio de dicha tensión:


V = 1,11 · Vm


El valor eficaz de la intensidad se obtiene al multiplicar por 1,11 el valor medio de dicha intensidad:


I = 1,11 · Im


Videos:


Parámetros de la onda de C.A.:



Corriente alterna y corriente contínua