Contenido
- ¿Qué es la electricidad de CC?
- Ejemplos de corriente continua
- ¿Qué es la electricidad de CA?
- Ejemplos de corriente alterna
- Diferencias entre AC y DC
- Cambio de CA a CC y viceversa
Los científicos de hoy entienden que la electricidad es uno de los fenómenos más fundamentales de la naturaleza. Los impulsos eléctricos circulan constantemente por nuestros cuerpos, e incluso la materia de nuestro mundo se mantiene unida por cargas eléctricas. A pesar de esto, la electricidad todavía tenía que ser descubierta, y existe cierta controversia sobre quién fue el primero en hacer esto.
El descubridor pudo haber sido el médico inglés William Gilbert, quien fue el primero en usar la palabra "electricus" en el año 1600. También pudo haber sido el científico inglés Thomas Browne, quien acuñó la palabra "electricidad" unos años más tarde.
A los estadounidenses les gusta creer que fue el inventor Benjamin Franklin, quien demostró que los rayos eran electricidad en 1752. Incluso hay evidencia que demuestra que los antiguos griegos y persas sabían sobre la electricidad. Quien obtenga el premio, es una apuesta segura que descubrieron la electricidad de CC (corriente continua). La electricidad de CA (corriente alterna) no llegó hasta el siglo XIX.
¿Qué es la electricidad de CC?
Los científicos visualizan la electricidad como el flujo de partículas cargadas negativamente llamadas electrones. Son las mismas partículas que orbitan los núcleos de todos los átomos que constituyen la materia.
Las dos leyes fundamentales de la electricidad son que los opuestos se atraen y los similares repelen. En consecuencia, los electrones fluirán hacia un terminal positivo y lejos de uno negativo. El flujo ocurre solo en una dirección, y la fuerza del flujo, o corriente, depende de la diferencia de carga entre los dos terminales. Esta diferencia es el voltaje entre los terminales.
En ausencia de entrada externa, los electrones se acumularán en el terminal positivo y reducirán la diferencia de potencial entre los dos terminales, y finalmente el flujo se detendrá.
Ejemplos de corriente continua
Quizás el ejemplo más conocido de flujo de corriente CC es un rayo. Demostrar que el rayo es un fenómeno eléctrico fue un logro real de Benjamin Franklins. Franklin voló una cometa en una tormenta eléctrica y colocó una llave en la cuerda de la cometa. Cuando la llave se cargó eléctricamente y le dio una leve descarga eléctrica, estaba eufórico. Había demostrado que la carga eléctrica se acumula en las nubes, y que los rayos son una descarga de esta energía eléctrica en un destello momentáneo de corriente continua.
Una batería es otra fuente común de electricidad de CC. Consiste en un par de terminales con carga opuesta, y cuando conecta los terminales con un conductor, la electricidad fluye desde el terminal negativo (el cátodo) al positivo (el ánodo).
La diferencia de carga en una batería generalmente es proporcionada por un proceso químico en su núcleo, y este proceso puede continuar solo por un tiempo limitado. Si sigue consumiendo energía de una batería, eventualmente deja de producir carga y se apaga.
¿Qué es la electricidad de CA?
El físico inglés Michael Faraday descubrió la inducción electromagnética en 1831 cuando descubrió que podía generar una corriente eléctrica en una bobina de cable conductor moviendo un imán de un lado a otro dentro de la bobina.
De manera crucial, Faraday notó que la corriente cambiaba de dirección cada vez que cambiaba la dirección del imán. El fabricante francés de instrumentos Hippolyte Pixii utilizó este descubrimiento para construir el primer generador de corriente alterna en 1832.
La electricidad de CA siempre es producida por un generador de inducción del tipo construido por Pixii, aunque los generadores modernos son mucho más sofisticados que la máquina Pixiis. El generador puede emplear imanes giratorios, o puede tener una bobina giratoria, pero siempre hay algún tipo de rotación involucrada, y el período de rotación define la frecuencia con la que la corriente cambia de dirección.
Debido a que cambia de dirección, la electricidad de CA tiene una frecuencia asociada, que es la cantidad de veces por segundo que se invierte.
Ejemplos de corriente alterna
No tiene que buscar mucho para encontrar ejemplos de electricidad de CA. Las luces en la habitación en la que está sentado, así como el aire acondicionado, el calentador eléctrico y todos los electrodomésticos, funcionan con corriente alterna, que se genera en su central eléctrica local.
La mayoría de las centrales eléctricas utilizan vapor generado por combustibles fósiles, fisión nuclear o procesos geotérmicos para hacer girar una turbina. La turbina genera electricidad por inducción electromagnética, y la velocidad de rotación se controla cuidadosamente para producir electricidad con una frecuencia fija. En América del Norte, la frecuencia es de 60 Hz (ciclos por segundo), pero en la mayoría del resto del mundo, es de 50 Hz.
Los molinos de viento son fuentes de energía renovables que también generan electricidad de CA, pero dependen del viento para hacer girar sus turbinas en lugar de combustibles fósiles o combustibles nucleares. Algunos generadores de olas también tienen turbinas que producen energía de corriente alterna. Cuando las olas comprimen un sistema hidráulico o una bolsa de aire cerrado, la energía almacenada se utiliza para hacer girar una turbina.
Diferencias entre AC y DC
En el mundo electrificado del siglo XXI, es difícil imaginar un momento en que no hubiera electricidad, pero ese tiempo no fue hace mucho tiempo. A fines del siglo XIX, se había inventado la bombilla, pero no había forma de generar energía y llevarla a los hogares para que las personas pudieran usar el nuevo invento.
Thomas Edison, que ayudó a desarrollar y comercializar bombillas, estaba a favor de una red de estaciones generadoras de CC, mientras que Nikola Tesla, un inventor serbio y ex empleado de Edisons, favoreció a los generadores de CA. Tesla ganó, y estas son algunas de las razones:
Cambio de CA a CC y viceversa
Aunque la electricidad que llega a través de las líneas eléctricas es CA, los equipos electrónicos a menudo requieren electricidad de CC. En un diagrama de circuito, el símbolo de corriente continua es una línea recta con tres puntos o líneas debajo, mientras que para corriente alterna es una sola línea ondulada. Para convertir la corriente alterna a corriente continua, los especialistas en electrónica generalmente usan un componente de circuito llamado diodo o rectificador. Pasa corriente en una sola dirección, creando así una señal de pulsos de CC desde una fuente de corriente de CA.
La herramienta para convertir corriente continua a corriente alterna se llama inversor. Utiliza transistores, que son componentes de circuito que pueden encenderse y apagarse muy rápidamente, para dirigir la corriente a lo largo de una serie de rutas de circuito que efectivamente cambia su dirección a través de un par de terminales centrales, que es la parte del circuito al que conecta el Carga de corriente alterna. Los inversores se utilizan en vehículos eléctricos. También se utilizan en sistemas fotovoltaicos para convertir la electricidad de CC generada por los paneles solares en corriente alterna para su uso en el hogar.