¿Qué es realmente la CA?

Question

Lo que en realidad es corriente alterna (AC)? Y corriente continua (DC)? He estado leyendo varios libros sobre análisis de circuitos eléctricos básicos y son contradictorios.

1. Algunos libros dicen que la CA es lo mismo que el estado estacionario sinusoidal. Es decir, una función seno o coseno (en realidad, son lo mismo sólo que desplazado horizontalmente). Por ejemplo, \$v(t) = A \sin(\omega t + \phi)\$ . Según estos libros, la corriente continua es totalmente estacionaria (estática), es decir, la tensión y la corriente no dependen del tiempo ( \$v(t) = k\$ , donde \$k = \mathrm{const.}\$ ). Las corrientes tienen la misma forma que las tensiones en cada uno de estos casos.
2. Según otros libros, la corriente alterna es cualquier corriente que va cambiando (es decir, alternando) su signo a lo largo del tiempo ( \$t\$ ). Con notación matemática: \$i(t_1) < 0\$ y \$i(t_2) > 0\$ para algunos \$t_1\$ y \$t_2\$ donde \$t_1 \neq t_2\$ . Puede tener cualquier forma siempre que alterne su signo.

Me inclino a pensar que en la práctica gana la primera opción, pero quizá sea mejor la etimología de la segunda.

Algunas otras preguntas tienen relación con esto:

1. ¿Es la CA una tensión que es la suma de un estado estacionario sinusoidal y una tensión constante? Por ejemplo, \$v(t) = A \sin(\omega t + \phi) + k\$ .
2. ¿Es la CA una onda de diente de sierra?

Answer 1

AC no tiene un significado preciso, su significado puede depender del contexto. Probablemente sea mejor identificar varias formas de onda y preguntarse si pueden llamarse CA.

Una forma de onda sinusoidal con una media cero contaría ciertamente como CA.

Un cuadrado, un triángulo o cualquier otra forma de onda con media cero también contaría como CA.

Si alguna de estas formas de onda tuviera una pequeña media distinta de cero, podría describirse como CA con un pequeño componente de CC.

Por lo general, en el caso de la CA, la parte "alterna" de la descripción sugiere (pero es tan débil como sugiere) que la forma de onda invierte la polaridad de vez en cuando. Si una de las formas de onda anteriores tuviera una media de CC grande, de manera que no se invirtiera, entonces podría describirse como CC fluctuante, o CC con ondulación (como señala Michael K), o podría llamarse CA sobre CC, o CA con un gran componente de CC. Todas serían correctas, o al menos, ninguna de ellas es incorrecta.

En todos los casos, si realmente importa cuál es la forma de onda, entonces describe la tensión de la forma de onda en función del tiempo, no te obsesiones con la forma en que las diferentes personas tratan de nombrarla. Si se trata de un examen o una tarea de clase, memoriza lo que tu tutor espera ver (estará en sus notas) y reprodúcelo para obtener la puntuación.

Answer 2

En realidad es una pregunta más compleja de lo que imaginas.

A primera vista, pensamos que los voltios sinusoidales que salen de la pared son de corriente alterna y los voltios que salen de una batería son de corriente continua, pero en realidad son sólo dos ejemplos casi puros y comunes.

Como menciona @ThePhoton, en realidad todos los voltajes se pueden expresar como si tuvieran dos componentes. Una parte de CC y una función temporal de CA. La función temporal puede ser cualquier cosa. Un simple seno, un triángulo, una onda de pulso, lo que quieras con una amplitud media de cero.

Evidentemente, la toma de corriente tiene, o debería tener, una parte de corriente continua nula, y la batería debería tener una función de corriente alterna nula. Sin embargo, en realidad, la mayoría de las señales tienen ambas cosas en una u otra medida.

En la práctica, el hecho de que llamemos a una señal CA o CC depende en gran medida de la información que transporta la señal y de cómo pretendemos utilizarla.

Ejemplo 1: Consideremos la salida de un puente rectificador.

Obviamente, la entrada aquí es la CA, pero cómo llamamos a la salida.

Si vamos a utilizarla para la función habitual de generar una fuente de alimentación de CC, la llamamos CC, a pesar de que en realidad es una función de CA con un componente de CC.

Sin embargo, si pretendemos introducir esa onda completa rectificada en un amplificador como señal, la llamaríamos señal de CA.

Ejemplo 2: Consideremos un simple amplificador con polarización de CC

De nuevo, la entrada es obviamente una CA clásica, pero para que funcione correctamente, se añade un componente de tensión continua y la salida termina con un componente de CC de Q. Sin embargo, seguiríamos llamando a la salida una señal de CA a pesar del sesgo.

De hecho, esto sigue siendo cierto incluso si se elimina la señal de entrada. En el osciloscopio, la salida puede parecer una tensión continua, pero nosotros nos referimos a ella como una señal de CA de amplitud cero (sesgada).

Ejemplo 3: ¿Es de CA o de CC?

Se podría llamar a esta forma de onda una tensión de CC con una ondulación, o se podría llamar una tensión de CA con un gran desplazamiento de CC.

Cualquiera de los dos podría ser correcto. Cuál de las dos es más correcta depende totalmente de cómo se utilice la señal. En algunas aplicaciones, ambas podrían ser correctas.

En conclusión:

Aparte de los ejemplos más sencillos de tensiones de línea y de batería, los términos CA y CC son relativos y específicos de la aplicación. El término que se utilice o se escuche debe invocar un cierto significado utilitario superior.

Answer 3

Hay dos definiciones diferentes de CA y CC que no coinciden del todo.

1. Una señal es DC si siempre tiene el mismo signo, ya sea siempre positivo o siempre negativo. Una señal es de corriente alterna si a veces es negativa y a veces positiva.

2. Una señal es de corriente continua si no varía en el tiempo, y de corriente alterna si varía en el tiempo y tiene un valor medio de 0. (Nota: esto significa que no toda señal puede clasificarse como puramente de corriente alterna o puramente de corriente continua, como veremos a continuación)

No sé de dónde viene la primera definición o qué subcampo la prefiere, pero la he visto utilizada y defendida vigorosamente unas cuantas veces en Stackexchange y otros sitios online.

La segunda definición es la que se utiliza en la teoría de circuitos y en la mayoría de los trabajos académicos de EE, según mi experiencia. El valor de esta definición es que cualquier señal puede descomponerse en componentes de CA y de CC como

$$ v(t) = v_{dc}(t) + v_{ac}(t),$$

donde la parte de CC es realmente constante ( \$v_{dc}(t) = {\rm constant}\$ ), y el valor medio de la parte AC es 0.

Con estas definiciones, en muchos circuitos podemos encontrar formas de entender el comportamiento del circuito analizando los efectos de los componentes de CC y CA de la señal por separado. Por ejemplo, si la amplitud de la componente de CA es pequeña, podría ser posible analizar su comportamiento en un modelo linealizado de un circuito, aunque éste sea no lineal.

Answer 4

Como habrá notado, "AC" es un término con múltiples definiciones.

• AC significa corriente alterna. Punto. ¡¡¡No escuches a ningún otro!!!

:)

• La CA se refiere únicamente a las ondas sinusoidales: Tensión de CA y corriente de CA. (Bueno, el coseno también es aceptable).

• AC significa "dinámico" o "cambiante". Si no es cambiante, entonces es estática y DC.

En ese caso, un pico de tensión estrecho no es CA, porque no es corriente, pero también es puramente CA, ya que está cambiando rápidamente. Pero realmente no es CA, ya que tiene una sola polaridad; no cruza el cero ni cambia de un lado a otro. ¡¡¡Pero también no es CA porque no es sinusoide!!!

Evite las discusiones estúpidas y tenga siempre cuidado de perseguir el "único significado verdadero" de las palabras. Eso se llama una "Batalla Swiftiana".

Esto fue bien parodiado en Los viajes de Gulliver, donde los liliputienses tuvieron una guerra entre los grandes y los pequeños endemoniados. Parece que Johnathan Swift pudo ver el futuro y la llegada de Internet. La estúpida guerra liliputiense consistió en: vastas y repletas hordas ...de diminutas personitas ...en la garganta de los demás ...luchando por la Una manera verdadera de romper un huevo.

Answer 5

La corriente es el movimiento de la carga. Los portadores de carga en un material conductor, como un cable de cobre, son los electrones.

Si hay una fuerza sobre un electrón, éste se moverá. Cuando tratamos con la electricidad nos preocupamos por la fuerza electromagnética .

Para la corriente alterna, los electrones de media van de un lado a otro, de un lado a otro, etc. pero su posición media no cambia.

Para la corriente continua, los electrones de media ir en una dirección.

Véase también: Wikipedia: Velocidad de deriva .