¿De dónde sacó su nombre la banda de rock australiana AC / DC?
¡Por qué, corriente alterna y corriente continua, por supuesto!
Tanto CA como CC describen tipos de flujo de corriente en un circuito.
En corriente continua (CC), la carga eléctrica (corriente) solo fluye en una dirección.
La carga eléctrica en corriente alterna (CA), por otro lado, cambia de dirección periódicamente.
El voltaje en los circuitos de CA también se invierte periódicamente porque la corriente cambia de dirección.
La mayor parte de la electrónica digital que construyas utilizará DC.
Sin embargo, es importante comprender algunos conceptos de CA.
La mayoría de los hogares están conectados a CA, por lo que si planeas conectar un equipo de música a una toma de corriente, deberás convertir CA a CC.
La CA también tiene algunas propiedades útiles, como ser capaz de convertir los niveles de voltaje con un solo componente (un transformador), razón por la cual se eligió la CA como el medio principal para transmitir electricidad a largas distancias.
Te invitamos a leer lo siguiente: Historia de la energía eléctrica ¿Cómo cambió nuestras vidas?
Cómo fluyen los electrones
La electricidad es el flujo de electrones a través de un cable, pero en realidad hay dos formas diferentes en que los electrones se mueven dentro del cable.
Estas se llaman corrientes.
Al igual que una corriente oceánica que se mueve en una dirección definida, la electricidad tiene movimientos específicos que realiza en los cables.
Estas corrientes se denominan corriente alterna (CA) y corriente continua (CC).
Corriente continua
Con corriente continua, los electrones se mueven en una dirección, de (-) negativo a (+) positivo.
Es una corriente constante, que fluye continuamente hasta que se apaga o su fuente de energía se agota o deja de generar energía.
Digamos que estamos viendo un circuito con una bombilla.
Como se señaló, la corriente continua fluye de negativa a positiva, y el interruptor de encendido / apagado actúa como una puerta para este flujo de electrones.
Cuando está en el circuito está completo, permitiendo que los electrones fluyan.
Después de pasar por el interruptor, los electrones fluyen hacia la bombilla.
El filamento en la bombilla se enciende, tomando la carga de los electrones, que luego son llevados al terminal positivo de la batería para cargarse nuevamente.
Este proceso continúa hasta que la batería finalmente pierde su carga.
Corriente alterna
Con la corriente alterna, los electrones realmente no fluyen, simplemente vibran de un lado a otro de negativo a positivo y de positivo a negativo.
Tampoco es una vibración continua, como el flujo constante en CC.
Los electrones vibran en el tiempo o sincronizados entre sí, y este tiempo se controla modificando la velocidad del generador.
A esto lo llamamos hertz de sincronización eléctrica.
En los Estados Unidos, la electricidad de CA se genera a 60 hercios. Los electrones vibran y se golpean entre sí, transfiriendo su carga de positivo a negativo y viceversa 60 veces por segundo.
Esto significa que cuando un circuito que funciona con corriente alterna tiene una bombilla, no tiene un flujo constante de electrones cargados positivamente que lo atraviesen como lo hace con corriente continua, por lo que la luz tampoco es constante.
Se enciende y apaga para cada ciclo de transferencia de carga de electrones, a 60 ciclos completos por segundo.
Sin embargo, esto es demasiado rápido para que el ojo humano lo vea, por lo que parece ser una luz constante.
Ventajas de la corriente alterna
La corriente alterna es un tipo de corriente en la que los electrones cambian periódicamente de dirección de un lado a otro.
Se basa en los principios ideados por Michael Faraday en 1832 cuando ilustró su generador de dinamo eléctrico.
A pesar de ser tan celebrado, DC exhibió un problema importante: transmitirlo a distancias más largas era realmente difícil.
Los cables perdieron energía y tuvieron que ser rejuvenecidos utilizando circuitos adicionales.
Además, la actualización o degradación de los voltajes de DC también requería circuitos complicados.
La CA no solo se puede transmitir fácilmente a través de largas distancias, sino que también se puede convertir convenientemente a valores más altos o más bajos usando transformadores.
Un transformador es esencialmente un cable enrollado que «sube» o «baja» la magnitud del voltaje de CA.
La capacidad de transformar el voltaje de esta manera significaba que era posible transmitir energía eléctrica de manera mucho más eficiente, no solo en las ciudades, sino en toda la nación.
El sueño de Tesla se estaba haciendo realidad gradualmente.
La capacidad de transportar energía a través de largas distancias fue la ventaja más importante de AC sobre DC, con respecto a qué casas y edificios interrumpieron la alimentación de DC en el siglo XIX.
Ventajas de la Corriente Directa
A diferencia de la CA, una corriente continua no sufre conmutación. No hay períodos y la corriente fluye en una sola dirección con un voltaje constante.
Como ya se mencionó, DC es propenso a perder energía como calor, una característica que Edison explotó para encender la primera bombilla.
A pesar de sus desventajas, la edad de los semiconductores forzó el regreso de DC. DC se usa principalmente para alimentar dispositivos electrónicos, es decir, dispositivos más pequeños que solo pueden funcionar en dos estados: encendido y apagado.
Esto incluye baterías, LED, transistores (las neuronas de la tecnología informática) y cualquier otro dispositivo semiconductor.
La Energía de Corriente Directa ha vuelto
La energía de DC ha regresado debido a la dependencia de nuestra sociedad de computadoras, tabletas y dispositivos portátiles que están conectados a «nubes» en todo momento.
Las nubes son básicamente computadoras, formalmente conocidas como servidores, que se almacenan en edificios remotos para almacenar sus valiosos datos.
Ahora, empresas como Facebook y Google vacían edificios enteros para alojar servidores que almacenan datos para su número cada vez mayor de usuarios.
Manipular AC como DC en tales dispositivos es bastante complicado, ya que requiere circuitos elaborados.
Sin embargo, lo más importante, AC pierde su energía, aunque, por un tiempo infinitesimal, que es algo que los servidores constantemente hambrientos de energía no pueden soportar.
Otra razón por la cual, y esto parece ser lo más importante, DC podría regresar es su compatibilidad con dispositivos electrónicos ecológicos.
Como todas las células solares están basadas en sustratos semiconductores, todas generan u operan con corriente continua.
DC podría tener que regresar por el bien de las energías renovables.
Por supuesto, también podemos reclutar AC, pero esto requeriría tediosas conversiones de DC a AC usando un inversor y luego a DC nuevamente, donde se pierde 5-20% de energía en forma de calor.
De hecho, los centros de datos que abarcan acres enteros usan estos convertidores, pero no solo consumen grandes cantidades de energía, sino que también existe el costo adicional de los sistemas de enfriamiento por el calor generado, lo que exacerba su difícil situación financiera.
Entonces, ¿cuál es mejor, AC o DC?
A pesar de tener ahora la tecnología para transmitir CC a través de redes a través de largas distancias, aún persistimos en el uso de CA.
La CA se empuja a voltajes más altos para superar la resistencia, y cuando la energía llega al usuario, se baja y se rectifica a la energía, por ejemplo, una computadora.
Sin embargo, estas tecnologías, como las tecnologías renovables, no solo cuestan una fortuna, sino que su eficiencia también puede ser cuestionable.
Sí, DC proporciona salidas estables, pero se logra una mayor eficiencia después de eliminar las pérdidas.
Aunque las pérdidas pueden ser menores que las incurridas con AC, el factor de aumento / disminución entra en juego.
La simplicidad con la que los voltajes de CA pueden ser modulados y transportados aún no tiene comparación, por lo que podría preferirse la CA.
Finalmente
Ambas fuentes de poder son excelentes en sus propios aspectos, por lo que determinar quién triunfa dependería de los criterios en discusión: el campo de juego.
El juicio se basa esencialmente en la aplicación del poder.
Hoy en día, ambos trabajan en conjunto.
La corriente alterna fluye sobre nosotros en los cables, como las líneas de un diario vacío que terminan en tu casa.
El voltaje de CA luego se convierte en CC con un rectificador, como el adaptador que contiene tu cargador de celular, para alimentar dispositivos domésticos, como bombillas, lámparas y otros electrodomésticos.
La Guerra de las Corrientes podría no ser tan dramática como lo fue antes, pero todavía existe sutilmente.
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