CORRIENTE ALTERNA Y REDADTANCIA

           CORRIENTE ALTERNA.

La corriente alterna (ca) se comporta como su nombre lo indica. Los electrones del circuito se desplazan primero en una dirección y luego en sentido opuesto, con un movimiento de vaivén en torno a posiciones relativamente fijas. Esto se consigue alternando la polaridad del voltaje del generador o de otra fuente.

La popularidad de que goza la ca proviene del hecho de que la energía eléctrica en forma de ca se puede transmitir a grandes distancias por medio de fáciles elevaciones de voltaje que reducen las pérdidas de calor en los cables.

La aplicación principal de la corriente eléctrica, ya sea cd o ca, es la transmisión de energía en forma silenciosa, flexible y conveniente de un lugar a otro.

Historia

A partir de los trabajos iniciales de físico Nikola Tesla, el también físico Guillermo Stanley, diseñó, en 1885, uno de los primeros dispositivos prácticos para transferir la CA eficientemente entre dos circuitos eléctricamente aislados. Su idea fue la de arrollar un par de bobinas en una base de hierro común, denominada bobina de inducción. De este modo obtuvo lo que sería el precursor del actual transformador. El sistema usado hoy en día fue ideado fundamentalmente por Nikola Tesla, y pronto perfeccionado por George Westinghouse, Lucien Gaulard, Juan Gibbs y Oliver Shallenger entre los años a 1881 a 1889. Estos sistemas superaron las limitaciones que aparecían al emplear la corriente continua (CC), según se pusieron de manifiesto en el sistema inicial de distribución comercial de la electricidad, utilizado por Thomas Edison.

La primera transmisión interurbana de la corriente alterna ocurrió en 1891, cerca de Telluride, Colorado, a la que siguió algunos meses más tarde otra en Alemania. A pesar de las notorias ventajas de la CA frente a la CC, Thomas Edison siguió abogando fuertemente por el uso de la corriente continua, de la que poseía numerosas patentes (véase la guerra de las corrientes). Utilizando corriente alterna, Charles Proteus Steinmetz, de General Electric, pudo solucionar muchos de los problemas asociados a la producción y transmisión eléctrica.

Corriente alterna vs. Continua

La razón del amplio uso de la corriente alterna viene determinada por su facilidad de transformación, cualidad de la que carece la corriente continua.

La energía eléctrica viene dada por el producto de la tensión, la intensidad y el tiempo. Dado que la sección de los conductores de las líneas de transporte de energía eléctrica dependen de la intensidad, podemos, mediante un transformador, elevar el voltaje hasta altos valores (alta tensión). Con esto la misma energía puede ser distribuida a largas distancias con bajas intensidades de corriente y, por tanto, con bajas pérdidas por causa del efecto Joule. Una vez en el punto de utilización o en sus cercanías, el voltaje puede ser de nuevo reducido para su uso industrial o doméstico de forma cómoda y segura.

Las matemáticas .

                                                 REACTANCIA CAPACITIVA

Así como la resistencia ofrece oposición a la corriente en un circuito de c.c., la oposición a la c.a. se llamaReactancia,así la capacitancia presenta oposición a la c.a. denominadaReactanciacapacitiva,se simboliza Xc. Así como la resistencia eléctrica se mide en Ohmios también la Xc se mide en Ohmios, y se sustituye por la R en la Ley de Ohm: I = E /R.... donde R = E / I entonces tenemos que Xc = E / I = Ohmios, y se usa para calcular la oposición que presenta un capacitor alpaso de la c.a. La reactancia de un capacitor es inversamente proporcional a dos factores: La capacitancia y la frecuencia del voltaje aplicado, expresado en fórmula, tenemos:

                                               Donde:   Xc = Reactancia capacitiva, en Ohms(Ω)

Xc = 1 /27πfc =(Ω)Ohmios                      π=Constante 3.1416 radianes

                                                                     f = Frecuencia de la tensión aplicada en volts

                                                                     c = Capacitancia en faradios

Xc = Reactancia capacitiva, en (Ω)Ohmios;      π   = constante 3,1416 radianes;  f   = Frecuencia de la tensión aplicada, en Voltios y  c= Capacitancia del capacitor, en Faradios

Ahora bien, en un circuito de c.c. la oposición a la corriente se llama Resistencia, pero en un circuito de c.a. se le llama Impedancia, que se simboliza con la letra Z y se mide también en Ohms y se usa la Ley de Ohm para calcularla, sustituyendo laR porZ , tenemos:Z =E / I

Observe el circuito ilustrado, el cual tiene aplicado una tensión de 75 voltios y un flujo de 3 amperes de c.a.: la Impedancia del capacitor es de: 25 Ω

    Z = E/l = 75/3 = 25 Ù

     

También podemos calcular la Impedancia de un circuito capacitivo mediante la fórmula:

Si la Reactancia Capacitiva del circuito es de 6 Ω y la resistencia es de 8 Ω, cuál será la Impedancia?
Respuesta Z = 10 Ω;

DE DONDE VIENE: ; Utilizando el teorema de Pitágoras para el área sombreada de la figura, tenemos: X = Xc2 + R2 ya que X es la hipotenusa de un Triángulo rectángulo: como el ángulo de fase es la diferencia en grados entre el tiempo en que dos ondas senoidales pasan por el eje cero, se dice que en un circuito puramente capacitivo el voltaje se atrasa a la corriente en 90° : o lo que es lo mismo, la corriente se adelanta al voltaje en 90°.