Corriente Alterna y Continua: Conceptos, Ventajas y Componentes Electrónicos

Concepto de Corriente Alterna (CA) y Corriente Continua (CC)

La corriente alterna (CA) es aquella cuya intensidad cambia de dirección periódicamente en un conductor, como consecuencia del cambio de polaridad de la tensión aplicada en los extremos de dicho conductor. La variación puede tener diferentes formas: senoidal (forma fundamental), triangular, cuadrada, trapezoidal, etc.

Frecuencia y Periodo

• Frecuencia (f): Es el número de ciclos por unidad de tiempo. En México, la frecuencia estándar es de 60 Hz (hertz o ciclos por segundo).
• Periodo (T): Es el inverso de la frecuencia, representa el tiempo que dura un ciclo completo.

Ventajas de la Corriente Alterna (CA) frente a la Corriente Continua (CC)

1. Generadores y motores más económicos.
2. Posibilidad de transformar la tensión de forma simple y económica.
3. Facilidad para transportar energía eléctrica a largas distancias.
4. Desaparecen o se minimizan algunos fenómenos eléctricos indeseables.

Componentes Electrónicos

Elementos Pasivos

Son los dispositivos que no generan energía. Pueden ser:

• Resistencia: Elemento que se opone al flujo de la corriente eléctrica.
• Capacitores: Elementos que almacenan y descargan voltaje. Existen dos tipos principales: electrónicos y planos. Los capacitores planos no tienen polaridad.
• Inductores: Son bobinas que se miden en henrios (H).

Elementos Activos

Son aquellos que producen o generan corriente y voltaje. Se conocen como semiconductores. Ejemplos: transistores, triacs, SCR (rectificadores controlados de silicio) y CI (circuitos integrados).

Leyes Fundamentales de la Electricidad

• Ley de Voltajes (Kirchhoff): La suma de las caídas de voltaje en un circuito cerrado debe ser igual al valor de la fuente de alimentación (Ps).
• Ley de Corrientes (Kirchhoff): Establece que la suma de las corrientes que entran a un nodo es igual a la suma de las corrientes que salen del nodo.
• Ley de Ohm: Relaciona la corriente (I), el voltaje (V) y la resistencia (R) en un circuito.

Transformadores

Un transformador es una máquina eléctrica estática que transfiere o transforma, por inducción electromagnética, un voltaje y corriente de un circuito a otro sin modificar la frecuencia.

• Transformador Reductor: El voltaje de salida (V2) es menor que el voltaje de entrada (V1).
• Transformador Elevador: El voltaje de entrada (V1) es menor que el voltaje de salida (V2).

Los valores característicos de un transformador son: Tensión (U), Corriente (I) y Frecuencia (F).

Aceite Dieléctrico: Sirve para evitar la conductividad y aislar los componentes internos del transformador.

Materiales en Electrónica

• Material Conductor: Posee un valor alto de conductividad, lo que implica una resistencia muy baja. Ejemplos: plata, oro, cobre, mercurio.
• Material Aislante: Tiene un valor bajo de conductividad, por lo que no permite el paso de la corriente eléctrica. Ejemplos: vidrio, mica, porcelana, madera, plástico.
• Material Semiconductor: Presenta un valor intermedio entre conductor y aislante. Su conductividad puede aumentarse para mejorar la conducción de energía. Ejemplos: germanio y silicio. Con estos materiales se fabrican los circuitos integrados (CI), diodos, transistores y chips.

Semiconductores Tipo P y Tipo N

• Semiconductor Tipo P: Contiene "huecos" con carga positiva. Se utilizan elementos de la familia 3 de la tabla periódica, como boro, aluminio, galio e indio.
• Semiconductor Tipo N: Contiene electrones libres para aumentar la conductividad. Se utilizan elementos de la familia 5, como fósforo, antimonio y arsénico.

Diodos

Un diodo se construye uniendo un material tipo P con uno tipo N. En la región de unión, llamada "región de vaciamiento", no hay electrones libres.

• Polarización Directa: Al conectar el polo positivo (Ps) de la fuente al ánodo y el polo negativo (-Ps) al cátodo, el diodo permite la circulación de la corriente eléctrica, comportándose como un interruptor cerrado.
• Polarización Inversa: Al conectar el polo negativo (-Ps) al ánodo y el polo positivo (Ps) al cátodo, el diodo impide la circulación de la corriente, comportándose como un interruptor abierto.

Los diodos se utilizan para la rectificación de señales alternas, dirigiendo la corriente en un solo sentido.