¿Por qué los electrodomésticos, como la luz, el televisor y el ventilador, utilizan la corriente alterna directamente del suministro, pero el teléfono y el ordenador portátil utilizan un adaptador para convertir la corriente alterna en continua?
Esto se debe principalmente a que el voltaje de la línea es "alto" en comparación con lo que necesita la electrónica normal, y lo que es seguro.
Los dispositivos que consumen mucha energía, como las luces y los ventiladores, están construidos para funcionar directamente con la tensión de la línea eléctrica. El coste de proteger al usuario de la tensión más alta se compensa por el uso más eficiente de la energía y por no tener que convertirla.
Los aparatos con componentes electrónicos necesitan un bajo voltaje para funcionar. Esto significa una suministro de energía que convierte la alta tensión de la línea en la baja tensión que necesita la electrónica. También convierte a CC, porque la electrónica necesita CC para funcionar.
Dado que existe este convertidor entre la tensión de línea y el interior del aparato, los fabricantes pueden elegir dónde colocarlo. En algunos casos, tiene sentido poner este convertidor fuera del dispositivo. Eso alivia la necesidad de proteger al usuario de la alta tensión en el dispositivo. En este sentido, se explica con más detalle aquí .
Algunos dispositivos electrónicos son lo suficientemente grandes como para que tenga sentido colocar la fuente de alimentación en su interior. El ejemplo de tu televisor está en esta categoría. Sigue siendo un dispositivo electrónico que funciona internamente con corriente continua de bajo voltaje, pero es lo suficientemente grande como para que la fuente de alimentación sea interna.
Esto parece una respuesta circular a la pregunta, que en espíritu parece ser por qué algunos dispositivos pueden funcionar con corriente alterna de alto voltaje y otros requieren corriente continua de bajo voltaje.
Cosas como las luces LED de reemplazo para los accesorios incandescentes tienden a incluir circuitos para la transformación a la CC de bajo voltaje a pesar de que las lámparas incandescentes que reemplazan funcionaban directamente de la CA de la red.
Hay que partir de "por qué el voltaje de la red eléctrica es de 110VAC/220VAC". Entonces es AC porque así es fácil convertir el voltaje mediante transformadores o mover motores (AC). Ambas razones existían mucho antes de que apareciera la electrónica.
Para la electrónica, como la televisión, el portátil, lo que sea, siempre necesitarás corriente continua, y bastante menos que 160V/315V (corriente alterna rectificada). Esto se debe a cómo funcionan los semiconductores, a diferencia de los tubos de vacío (de los que no tengo ni idea, no soy tan viejo).
Entonces, ¿por qué tenemos alguna vez una fuente de alimentación dentro de un aparato y otras veces fuera? Es por consideraciones de aplicación. En el caso de los ordenadores portátiles, no se desea tener una fuente de alimentación en el interior cuando se está en movimiento. Así que usas algo externo, que puedes dejar en casa.
Para la televisión no importa, así que normalmente es mejor para el cliente tenerla dentro. Aunque a veces, en el caso de dispositivos extremadamente delgados, la fuente de alimentación seguirá siendo externa.
Muchos aparatos utilizan ahora fuentes de alimentación externas simplemente porque es más fácil certificarlos así. Si compras un adaptador de un proveedor conocido, todo lo que hay dentro de tu aparato es una corriente continua de bajo voltaje (extra).
Sí, yo lo doblaría detrás de "dependiendo de la aplicación". El tamaño es sólo un ejemplo. También podría ser el coste o el tiempo de comercialización.
Por cierto, los antiguos conjuntos de tubos funcionaban de varias maneras. Los más baratos y sencillos tenían un tubo rectificador para convertir los 120VAC en DC, para alimentar la "lógica", por así decirlo, y luego tenían los filamentos conectados en serie para que juntos tuvieran suficiente resistencia para extraer la corriente de calentamiento adecuada. Los más sofisticados utilizaban un transformador para producir 6,3V para los filamentos/calentadores y hasta 300V para ser rectificados y servir como suministro "B". A veces había otros voltajes para el "bias", etc.
Tengo la sensación de que, aunque la mayoría de las explicaciones dadas aquí son en su mayoría correctas, no están respondiendo realmente a lo que el OP preguntó. Lo cual es curioso, porque creo que la explicación debería ser sólo de unas pocas frases.
La razón principal por la que la CA sale de su toma de corriente, es porque es muy ineficiente transportar la CC a largas distancias (y especialmente la CC de bajo voltaje). (Además, la electricidad también es CA cuando se genera, al menos en la mayoría de las fuentes). Cuando llega a tu casa, casi siempre se convierte a CC antes de usarla, porque casi todos los dispositivos modernos necesitan CC. Los que necesitan algún tipo de CA generarán la suya propia, y no utilizarán la CA que se le suministra desde la toma de corriente.
Sólo hay algunas excepciones. (Por el momento sólo se me ocurren 3, pero probablemente haya más):
motores: la mayoría de los elektromotores (grandes) funcionan con corriente alterna, por lo que pueden utilizarla directamente desde la toma de corriente.
lámparas incandescentes: requieren calor para que la lámpara brille. No importa si ese calor proviene de la corriente alterna o de la corriente continua, así que no hay razón para convertirlo.
elementos calefactores: los mismos que para las lámparas de incandescencia
Su televisor es no una de las excepciones, porque se convierte en corriente continua internamente, igual que lo hace tu portátil con un adaptador externo.
No. La corriente continua es más eficiente para transferir a largas distancias, por eso las líneas más largas del mundo son de HVDC. La CC es difícil de convertir entre alta y baja, por eso las líneas son de CA.
@Agent_L ¡Buen punto! Como dije: hay muchas excepciones en el mundo de la electricidad. Utilizamos la CA para el transporte de tensiones medias y altas. Intentamos que la tensión sea lo más alta posible, para que haya la menor corriente posible que provoque pérdidas de calor. Sin embargo, si queremos hacer una línea muy larga (es decir, a través de varias naciones), y por tanto elevar aún más la tensión, empezaremos a notar que las propiedades capacitivas e inductivas del cable provocan pérdidas importantes. Para evitarlo, se utiliza el HVDC. Pero para distancias cortas, la CA es la clara ganadora. (Escrito con el móvil, perdón por las erratas)
Las propiedades capacitivas e inductivas se perciben incluso en distancias relativamente cortas.
Otra razón para tener un convertidor separado de CA a CC es Seguridad . Los dispositivos como los ordenadores portátiles y los móviles suelen ser manipulados por el usuario en estrecho contacto con la piel. Un pequeño fallo en un convertidor interno de CA a CC puede ser muy peligroso.
La solución más fácil es tener el manejo de la tensión de línea fuera y lejos del dispositivo con un aislamiento adecuado en el adaptador. El dispositivo sólo ve la CC de baja tensión.
No es seguridad. Construir una fuente de alimentación segura dentro de un dispositivo electrónico no es más difícil que construirla en una caja propia. El verdadero problema es la aprobación normativa. La mayoría de los países prohíben la venta de cualquier dispositivo que acepte alimentación de red a menos que el diseño haya sido ampliamente probado. Ese es el todo diseño: Si se cambia el diseño de un televisor con una fuente de alimentación integrada, hay que volver a realizar todas las pruebas de seguridad. Pero si utiliza una fuente de alimentación externa, sólo hay que comprobar la fuente de alimentación. Puedes cambiar el diseño del televisor a voluntad.
@jameslarge: Pero las autorizaciones reglamentarias tienen que ver con la seguridad, así que Tejas no se equivoca en eso.
@DaveTweed, Lo que quiero decir es que tener un ladrillo de alimentación externo no hace, por sí mismo, que un producto sea más seguro que un producto equivalente con una fuente de alimentación incorporada.
El hogar se alimenta con CA porque los transformadores de poste normales y sus primos más grandes requieren CA, y a la mayoría de los primeros dispositivos eléctricos del hogar no les importaba si recibían CA o CC. Además, por otras razones, es más fácil tratar con CA en el proceso de distribución.
Prácticamente todos los dispositivos que procesan audio o vídeo (incluidas las viejas radios de tubo y los televisores) utilizan corriente continua internamente para la mayoría de sus operaciones. Pero convertir de CA a CC a pequeña escala no es especialmente difícil.
"y a la mayoría de los primeros aparatos eléctricos domésticos les daba igual recibir CA o CC" Peligrosa afirmación. ¿Qué tenía en mente?
@Mast - Tengo en mente la clasificación "120V AC/DC" estampada en los dispositivos. A una luz incandescente le da igual. A una tostadora le da igual. A un motor de tipo de cercanías le da igual. Incluso a muchas radios de tubo antiguas les da igual. Los motores de inducción fueron probablemente la mayor excepción, pero llegaron bastante tarde.
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Todos los televisores modernos tienen un adaptador interno ac->dc. Lo mismo ocurre con la mayoría de las luces LED y las luces CFL modernas.
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@Agent_L Por favor, no respondas a las preguntas en un comentario.
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En otras palabras, su pregunta es realmente: ¿Por qué algunos aparatos utilizan fuentes de alimentación externas y otros utilizan fuentes de alimentación internas?