Corriente continua

La corriente continua o CC ( DC para corriente continua en inglés) es una corriente eléctrica cuya intensidad es independiente del tiempo (constante). Este es, por ejemplo, el tipo de corriente entregada por las baterías o acumuladores .

Por extensión, llamamos corriente continua a una corriente periódica cuya intensidad siempre está bastante cerca de su valor medio o cuya componente de CC (su valor medio) es de suma importancia, o una corriente eléctrica que circula continuamente (o muy predominantemente).) En el misma dirección (también llamada unidireccional ).

Símbolos utilizados

Para calificar estas cantidades eléctricas independientes del tiempo, como voltaje o corriente y dispositivos que operan con corriente continua y voltaje directo, o las cantidades asociadas con estos dispositivos, se utilizan las dos letras CC (corriente continua) o en inglés DC corriente continua .

Producción

Las corrientes continuas son producidas por generadores o dispositivos que entregan voltajes directos . Las principales fuentes de corriente continua son:

algunos generadores como baterías , baterías de acumuladores , las pilas de combustible y paneles solares ;
las máquinas de CC que funcionan en generador (o generadores );
la tensión alterna de la red se transforma en tensión continua después de pasar por un rectificador y se moldea mediante filtrado, posiblemente estabilizada mediante una fuente de alimentación , por ejemplo, conmutación .

Clasificación

El término corriente continua cubre varios significados:

corriente constante : la corriente es completamente constante en dirección y amplitud en el tiempo. Las corrientes de este tipo se denominan a veces corrientes perfectamente continuas ;
corriente de ondulación suavizada : es una corriente que se acerca a la corriente constante, pero que mantiene una cierta tasa de ondulación;
corriente variable unidireccional : es una corriente que no cambia de dirección pero cuya amplitud varía con el tiempo. Este es el caso de una corriente alterna , rectificada pero no filtrada .

Las tasas y factores que definen la calidad de una corriente suavizada.

Son numerosos por razones históricas. Los primeros se definieron en el momento en que no existía una forma sencilla de visualizar las corrientes y utilizar cantidades que se puedan medir con amperímetros analógicos. El uso de osciloscopios ha sacado a la luz otros parámetros. Las siguientes definiciones son las estandarizadas por la norma IEC 60050 que define el vocabulario electrotécnico internacional.

En general, cuanto más bajas sean estas tasas y factores, más efectivo será el suavizado. Son cero para una corriente perfectamente constante.

Le pedimos:

$<i> \, =$ valor medio de $I \,$
${\ Displaystyle I \, =}$ valor efectivo de $I \,$
${\ Displaystyle I_ {a} \, =}$ valor rms del componente ac de $I \,$
$\ Delta (i) = i _ {{max}} - i _ {{min}} \,$ : valor de pico a valle de la intensidad.

La tasa de ondulación

El valor de la relación de ondulación máxima es igual a la relación entre el valor rms del componente de CA de una magnitud de longitud de onda y el valor rms de la magnitud en sí y se calcula con la siguiente relación:

{\ Displaystyle {\ frac {I_ {a}} {I}}}

La tasa de ondulación efectiva

Es la relación del pico a valor de valle de la componente alterna de una magnitud corrugado al valor absoluto de la componente DC Se calcula con la siguiente relación: , ${\ Displaystyle {\ frac {I_ {a}} {<i>}}}$

La tasa de ondulación de pico a pico

El valor de la relación de ondulación pico a pico se calcula utilizando la siguiente relación:

{\ Displaystyle T_ {0} = {\ frac {\ Delta (i)} {<i>}}}

El factor de ondulación actual

El factor de ondulación actual es igual a la relación de la diferencia entre el valor máximo y el valor mínimo de una corriente que oscila el doble del valor medio . Se calcula con la siguiente relación: ${\ Displaystyle i_ {max} \,}$ ${\ Displaystyle i_ {min} \,}$ $<i> \, =$

{\ Displaystyle T_ {0} = {\ frac {\ Delta (i)} {2 <i>}}}

Medido

La corriente continua se puede medir con dispositivos de tipo shunt , sensor de corriente de efecto Hall , sensor de corriente de efecto Néel o sensor de fibra óptica .

usar

Promovido por Thomas Edison, la corriente continua fue el primer uso de la electricidad antes de la llegada de la corriente alterna defendida por Nikola Tesla. Al final de la XIX XX siglo, se utiliza en muchas áreas: iluminación, calefacción, el transporte, la conversión de energía, la industria, etc. A pesar de la campaña de Edison contra la corriente alterna, hasta el punto de electrocutar a un elefante para demostrar su peligrosidad, la corriente continua no pudo contrarrestar la principal ventaja de la corriente alterna en este momento, que es más fácil de transportar a largas distancias debido al transformador de voltaje que permite la tensión se debe subir y bajar sin grandes pérdidas.

Aunque el uso de corriente alterna ha reducido la mayoría de sus usos, se ha mantenido en algunos nichos como los ferrocarriles , la mayoría de los equipos electrónicos de baja tensión pero también las líneas eléctricas de muy alta tensión .

Hoy La corriente continua es una vez más una tecnología en rápido desarrollo gracias al progreso de la electrónica de potencia en la década de 1990 y, en particular, al auge de los transistores IGBT. Permiten una fácil conversión de (y hacia) CA para construir líneas HVDC CC de alto voltaje con pérdidas de línea hasta un 15% más bajas que las líneas CA comparables. Se utiliza especialmente en largas distancias o cuando las características de las redes eléctricas entre dos países son diferentes. Estos usos también son de interés para el sector de alta potencia en la industria, con galvanoplastia , electrólisis , etc.

En 2017, Siemens firmó un contrato en China para la construcción de una línea de 3.284 km con una capacidad de 12 GW a un voltaje de 1,1 millones de voltios. Además de proyectos comparables en China, Brasil e India, que abastecen áreas densamente pobladas desde grandes presas ubicadas a gran distancia, el auge de la energía eólica marina y la necesidad de interconexión de redes empujan hacia nuevas soluciones en continuo, hasta la creación una "superred" continua entre los parques eólicos y los países vecinos. Proyectos de investigación como PROMOTION y MEDOW2, financiados por la Unión Europea, estudian el funcionamiento de dichas redes y los interruptores automáticos adecuados.

Leyes habituales de la corriente continua

Introducción

Una corriente que fluye a través de un conductor eléctrico se manifiesta externamente por muchos fenómenos:

mecánico ( motor );
químico (batería, electrólisis );
magnético (deflexión de una aguja magnética, acción de un electroimán , etc. );
térmico ( calentamiento del conductor );
fisiológico ( electrificación , electrocución ).

La materia, formada por átomos , a su vez formados por un núcleo y electrones, forma una estructura de cargas eléctricas que se equilibran entre sí mientras un electrón no tenga la oportunidad de liberarse para circular libremente en la estructura de la materia.

Concepto de carga eléctrica

Una carga eléctrica es un conjunto de partículas cuya suma algebraica de cargas no es cero. Sea -e la carga del electrón y + e la carga del protón .

Por razones históricas, dado que se conocía la física del electrón mucho después de que se hubieran demostrado las principales propiedades de la electricidad, se decidió que los electrones fluyen en la dirección opuesta a la que se había elegido por convención, que la carga de la corriente principal portador de carga útil, el electrón, se consideraría negativo.

Por tanto, debemos recordar que la carga eléctrica del electrón es:

q = -e

y que la carga eléctrica de un electrón coulomb es -1,6 × 10 -19 C . Para poner los electrones en movimiento, es necesario proporcionar una cierta energía proporcional al número de electrones a mover y que se puede escribir entre dos puntos A y B de un conductor:

{\ Displaystyle W = UQ}

El factor de proporcionalidad U se denomina diferencia de potencial entre A y B y no es otro que el voltaje medido entre A y B.

Referencias

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