¿Una onda sinusoidal (o cualquier señal) que no tenga paso por cero sigue considerándose CA?

Question

Lo más probable es que esta cuestión se reduzca a la semántica. Un amigo y yo discutíamos un punto que su instructor de EE hizo, que si usted considera la salida de un panel solar durante más de unos pocos días, es efectivamente una onda cíclica, y por lo tanto es CA en esa escala de tiempo. Yo no estaba de acuerdo y dije que seguía siendo corriente continua, aunque con una producción variable.

Ahora bien, aunque estoy de acuerdo en que es útil tener en cuenta el periodo de medición más largo y explicar a los alumnos cómo se podría llegar a la conclusión de que es una señal de 11,6 µHz con un desplazamiento de CC o algo así, creo que es engañoso etiquetarla como CA.

La tensión de salida es siempre positiva o cero, a menos que mida la señal con referencia a un punto arbitrario distinto de uno de los terminales del panel. Para obtener una tensión negativa habría que medir con referencia a un punto medio (por ejemplo, entre dos paneles conectados en serie).

Yo comparo el ejemplo de la "señal" por debajo de 1 Hz con una analogía, y mantengo que es algo útil, pero sólo tanto como, por ejemplo, las analogías del agua para explicar el fenómeno eléctrico.

En cualquier caso, si mido una señal en la que no se produce inversión de polaridad (en cualquier escala de tiempo), ¿debería considerarse CA? En caso afirmativo, ¿es "alterna" una mera descripción de la cambiar ¿en amplitud/tensión? De nuevo, si es así, ¿hace eso que la inversión de corriente debida a la inversión de polaridad no sea un requisito para ser considerada CA?

(Una pregunta relacionada pregunta si una onda cuadrada sigue considerándose CC . Quizá una versión abreviada de mi pregunta sea: "¿Una onda cuadrada o sinusoidal sin paso por cero sigue considerándose CA?").

Answer 1

Esto se ha discutido (argumentado) varias veces en este sitio y el resultado siempre es tanto sí como no. Mi opinión es la siguiente:

1. Si la polaridad nunca se invierte, no es CA.
2. Al mismo tiempo, podemos representarlo como CA con un gran desplazamiento de CC.
3. Alternativamente, podemos representarlo como CC con una forma de onda de ondulación de CA superpuesta.

Yo no me molestaría en entrar en una discusión al respecto - los comentaristas, por favor, tomen nota. Adopta el punto de vista que mejor se adapte al análisis que estás haciendo o que te parezca más intuitivo para una situación concreta.

Answer 2

Vale, picaré.

tl; dr: no. La salida fotovoltaica es intermitente DC, pero nunca se invierte ( suplentes ) por lo que no es AC.

Hay una serie de casos / categorías a considerar:

1. corriente continua "pura" (sin componente variable en el tiempo). imposible)
2. CC con un componente de CA (sin inversiones de corriente) describe la mayoría de las señales de CC)
3. CA con un componente de CC (cierta corriente inversiones de corriente, pero con un sesgo de CC)
4. CA "pura" (inversiones de corriente, el sesgo de CC es cero)

La señal descrita (variación diaria de la producción fotovoltaica) no encaja ni en la categoría 1 ni en la 4 "puras". Además, en realidad nunca se invierte, por lo que no se aplica ni la categoría 3 ni la 4 de "CA".

Nos queda la categoría 2, una corriente continua con una componente alterna variable en el tiempo. La salida fotovoltaica es una señal de CC intermitente con una salida de referencia que corresponde al periodo "oscuro", que puede ser de cero amperios, pero nunca negativa.

En otras palabras, tratar de describir la producción fotovoltaica como "corriente alterna" es un gran error. Estoy de acuerdo con tu conclusión de que no es correcto calificar la producción fotovoltaica de "alterna", pero por otra razón: la corriente nunca es "alterna". La frecuencia de ese componente de CA no importa.

Answer 3

Mi opinión al respecto es que hay que mirar la corriente real en el nodo del circuito que te interesa.

Si la tensión oscila arriba y abajo y la corriente invierte su sentido de forma intermitente, entonces es CA.

Si la tensión sube y baja, pero la corriente se mantiene en la misma dirección variando su amplitud, entonces se trata de CC pulsante.

Answer 4

en cualquier caso, si mido un señal donde no se produce inversión de polaridad (en cualquier escala temporal), ¿debe considerarse CA?

Depende del contexto. Si la "señal" representa la tensión o corriente de salida absoluta de un panel solar, entonces es CC. Pero si la "señal" que busca es (p. ej.) la cambiar en tensión con respecto a la potencia media del panel solar, entonces podría considerarse como CA montada sobre una base de CC. Puede que esta clasificación nunca sea necesaria en instalaciones de energía solar, pero en otros circuitos suele ser necesaria.

El vídeo analógico es un ejemplo de señal "continua" en la que el nivel es relativo a una tensión fija y no a la tensión media de la forma de onda. Esto es necesario porque el brillo medio de una imagen depende de la cantidad de partes claras y oscuras que contenga, que puede variar en función de la composición.

En las pantallas de vídeo de los ordenadores, el rango habitual para el vídeo RGB va de 0 V (negro) a 0,7 V con el brillo máximo. Esto funciona bien si la tarjeta de vídeo puede enviar los distintos voltajes de CC directamente a la pantalla, pero es un problema si la señal se envía a través de un medio que no conserva el nivel de CC. Aunque las señales RGB se consideran de CC, al pasar por amplificadores, etc. pueden ser de CA. Entonces, cuando las señales son recibidas por el monitor deben ser convertidas de nuevo a CC utilizando un ' Restaurador de CC ' que utiliza como referencia la tensión de señal (originalmente 0 V) en la zona de supresión a izquierda y derecha de la pantalla.

La diferencia clave entre señal se considera CC o CA es si tiene una tensión de referencia CC fija o si está alineada con el valor medio de la forma de onda. Las tensiones de señal transferidas a través de condensadores o transformadores se denominan CA aunque la tensión real pueda estar siempre por encima (o por debajo) de la tierra. Y, por supuesto, la actual que atraviesa estos componentes de acoplamiento es siempre alterna porque va hacia delante y hacia atrás alternativamente.

Para potencia es diferente. CA significa literalmente "corriente alterna", que originalmente se refería a los generadores de energía eléctrica. Se espera que la corriente alterna alterne entre tensiones positivas y negativas, y los equipos que la utilizan deben estar diseñados para ello. La corriente continua debe tener siempre la misma polaridad, aunque no necesariamente la misma tensión. Una fuente de alimentación de CC o CA mayo también aceptan corriente además de suministrarla. En una fuente de alimentación de CC, esta corriente "inversa" no se clasifica como CA porque no alterna de una dirección a otra.

Dado que un panel solar produce tensión y corriente continua, su potencia la salida se clasifica como CC, no CA. Pero el componente variable de la salida podría clasificarse como CA. señal si la tensión absoluta no es importante, por ejemplo, para un pequeño panel solar utilizado como receptor de luz modulada.

Answer 5

En términos generales, creo que hay que "Filtrar" las frecuencias por debajo de un cierto punto de corte, ya que de lo contrario el análisis de la señal comenzaría necesariamente en el big bang.

Dejando a un lado las pilas por un segundo, consideremos los componentes típicos utilizados en el análisis de señales: resistencias, condensadores e inductores. Si, como yo, has olvidado las matemáticas, puedes encontrar calculadoras de impedancia en Internet. He introducido tu frecuencia de 11 microhercios y he obtenido para un condensador de 1 faradio un valor de 10K aproximadamente. Para un condensador de 1 pF, multiplícalo por 10. 12 En el caso de condensadores pequeños como éste, la respuesta es que se trata efectivamente de CC.

Lo mismo ocurre con los inductores. La señal se mueve demasiado despacio para que puedan crear un campo magnético significativo, y sólo actúan como resistencias de muy bajo valor. De nuevo, a un inductor le parece corriente continua.

En el marco temporal de la carga de una batería, la naturaleza periódica de la "señal" es, por supuesto, significativa, y en muchos sentidos el día no es suficiente para cargar una batería de plomo-ácido adecuadamente (suponiendo que empezara descargada). Sin embargo, en este caso no se aplicaría el análisis de señales tradicional. Se aplicaría un tipo de análisis específico de la batería, por lo que quizá entonces los términos "CA" y "CC" pasen a ser discutibles.