Cuarta parte: ElectricidadTensión
Para generar una corriente eléctrica a través de un cable es necesario tener una diferencia de tensión entre los dos extremos del cable - al igual que si quiere hacer que el aire se mueva a través de un conducto, necesita tener una diferencia de presión entre los dos extremos del conducto.
Si dispone de una gran diferencia de tensión, puede transportar grandes cantidades de energía por segundo a través del cable, es decir, puede transportar grandes cantidades de potencia. (Recuerde que potencia = energía por unidad de tiempo, ver la página sobre definiciones de energía y de potencia. )
Corriente alterna
La electricidad que proviene de una batería es corriente continua (CC), es decir, los electrones circulan en una única dirección. Sin embargo, la mayoría de las redes eléctricas del mundo son de corriente alterna (CA).
Una de las razones para el uso de la corriente alterna es que resulta bastante barato aumentar o disminuir su voltaje, y cuando se desea transportar la corriente a largas distancias se tendrá una menor pérdida de energía si se utiliza la alta tensión. Otra de la razones por la que se utiliza corriente alterna es que resulta difícil y caro construir disyuntores (interruptores) para altas voltajes de CC que no produzcan chispas enormes.
Frecuencia de red
Curva sinusoidal de la corriente alterna Con una corriente alterna en la red eléctrica la corriente cambia de dirección muy rápidamente, tal como se ilustra en el gráfico de arriba: la corriente doméstica en casi todo el mundo es una corriente alterna de 230 voltios y 50 ciclos por segundo = 50 Hz (el "hercio" debe su nombre al físico alemán H.R. Hertz (1857-1894)). Al número de ciclos por segundo también se le llama frecuencia de la red. En América la corriente es de 130 V con 60 ciclos por segundo (60 Hz).
En un sistema a 50 Hz un ciclo completo dura 20 milisegundos (ms), es decir, 0'020 segundos. En ese tiempo la tensión recorre realmente un ciclo completo entre +325 V hasta -325 V. La razón por la que decimos que es un sistema a 230 voltios es que la energía eléctrica por segundo (la potencia) en promedio es equivalente a la que se obtendría de un sistema de CC a 230 voltios.Como puede ver en el gráfico, la tensión tiene una bonita variación suave. Este tipo de forma de onda se llama curva sinusoidal, debido a que puede obtenerse a partir de la fórmula matemática. Tensión = vmax * sin(360 * t * f), donde vmax es la máxima tensión (amplitud), t es el tiempo medido en segundos, y f es la frecuencia en hercios, en nuestro caso f= 50.360es el número de grados alrededor de una circunferencia. (Si prefiere medir los ángulos en radianes, sustituya 360 por 2*pi).
Fase
Dado que la tensión en un sistema de corriente alterna oscila continuamente arriba y abajo, no puede conectarse a red de forma segura un generador a menos que la corriente del generador oscile exactamente con la misma frecuencia, y vaya exactamente "al paso" con la red, es decir, que la duración de los ciclos de tensión del generador coincidan exactamente con los de la red. Ir "al paso" con la red se suele denominar estar en fase con la red.
Si las corrientes no están en fase, habrá una gran sobretensión que provocará enormes chispas, que a la larga causarán daños al circuito disyuntor (el interruptor), y/o al generador.
En otras palabras, la conexión de dos líneas activas de CA es como saltar a un balancín en movimiento. Si no lleva exactamente la misma velocidad y dirección que el balancín, tanto usted como los que ya están en el balancín probablemente resulten malparados.
La página sobre cuestiones sobre calidad de potencia explica cómo hacen los aerogeneradores para conectarse a red de forma segura.
Corriente alterna y electromagnetismo
Para aprender sobre electromagnetismo, empiece con las siguientes páginas.
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Actualizado el 12 de mayo 2003
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