Corriente Alterna: Qué es, Ventajas y Características Clave

Corriente Alterna: Fundamentos y Propiedades

¿Qué es la Corriente Alterna (CA)?

La corriente alterna (CA) se describe como el movimiento de electrones libres a lo largo de un conductor conectado a un circuito en el que existe una diferencia de potencial. La corriente fluye en tanto se mantenga dicha diferencia de potencial.

La electricidad se produce cuando los electrones se liberan de sus átomos. Puesto que los electrones de valencia son los más alejados de la fuerza atractiva del núcleo y, además, tienen el nivel de energía más alto, son los que pueden liberarse más fácilmente. Cuando se aplica suficiente fuerza a un átomo, los electrones de valencia se liberan, generando el flujo eléctrico.

¿Cómo se Genera la Corriente Alterna?

Un generador de corriente alterna consta de un campo magnético fijo, producido por un imán, dentro del cual se hace girar un conductor eléctrico en forma de espiral. Al cortar los conductores en movimiento giratorio las líneas del campo magnético, se produce en ellos una fuerza electromotriz (f.e.m.) de inducción, que se manifiesta como una tensión (U) en los extremos de la espiral.

Para poder conectar dichos extremos a un receptor, es necesario utilizar un par de anillos conductores unidos eléctricamente con los extremos y situados en el eje de giro de la espiral. Los receptores se conectan a través de unas escobillas fijas de grafito que, mediante frotamiento, consiguen un aceptable contacto eléctrico con los anillos conductores.

Ventajas de la Corriente Alterna

Entre algunas de las ventajas de la corriente alterna, comparada con la corriente directa o continua, destacan las siguientes:

• Permite aumentar o disminuir el voltaje o tensión por medio de transformadores.
• Se transporta a grandes distancias con poca pérdida de energía.
• Es posible convertirla en corriente directa con facilidad.
• Al incrementar su frecuencia por medios electrónicos (a miles o millones de ciclos por segundo, conocidas como radiofrecuencias), es posible transmitir voz, imagen, sonido y órdenes de control a grandes distancias de forma inalámbrica.
• Los motores y generadores de corriente alterna son estructuralmente más sencillos y fáciles de mantener que los de corriente directa.
• Permite la desaparición o minimización de algunos fenómenos eléctricos indeseables.

Valores Característicos de la Corriente Alterna

Valor Instantáneo

Es el valor que toma la tensión en cada instante del tiempo, siguiendo la función senoidal: U = Umax · sen(ωt).

Valor Máximo (Umax)

La tensión alcanza diferentes valores según la posición relativa de los conductores respecto al campo magnético. Varía a cada instante, de tal forma que por cada ciclo es dos veces nula y dos veces máxima, pero de sentido opuesto (+Umax y -Umax).

Tensión Eficaz (Uef)

Es aquella que, en las mismas condiciones, produce los mismos efectos caloríficos en una resistencia eléctrica que una tensión continua del mismo valor. Para una corriente alterna senoidal, se puede demostrar que la tensión eficaz es √2 veces más pequeña que la tensión máxima: Uef = Umax / √2.

Intensidad Eficaz (Ief)

Varía según una función senoidal, siendo dos veces nula y dos veces máxima por cada ciclo del alternador. Es el valor que produce los mismos efectos energéticos que una corriente continua del mismo valor.

Valor Medio del Ciclo Completo

Si realizamos la media de todos los valores en un ciclo completo, dado que la mitad de los valores son positivos y la otra mitad negativos, obtendremos un resultado de cero (0).

Ciclo o Periodo (T)

Se puede decir que cada vuelta que da la espiral dentro del campo electromagnético produce un ciclo. El periodo (T) es el tiempo que transcurre en un ciclo completo. Se mide en segundos (s).

Frecuencia (f)

Es el número de ciclos que se producen en un segundo. Se mide en hercios (Hz), equivalentes a ciclos por segundo.

Múltiplos del Hercio (Hz)

• Kilohercio (kHz) = 10³ Hz = 1.000 Hz
• Megahercio (MHz) = 10⁶ Hz = 1.000.000 Hz
• Gigahercio (GHz) = 10⁹ Hz = 1.000.000.000 Hz