¿El cálculo de corriente en alambre de cobre para CA es simple o no?

No tiene nada que ver con los campos magnéticos en una situación simple (el efecto de la piel entra en esto más adelante, pero por ahora ignóralo y solo aprende los conceptos básicos de las impedancias). Camina primero, luego corre.

Si la carga es una resistencia, entonces la impedancia de carga = R (o Z = R). Entonces obtienes una corriente de onda sinusoidal con un voltaje de onda sinusoidal y las dos formas de onda están sincronizadas: -

Sin embargo, en los circuitos de corriente alterna hay capacitores e inductores y éstos están representados numéricamente por números complejos. Razón simple: la relación de corriente de voltaje es de 90 grados. Vea esto para un condensador: -

Y para un inductor: -

Entonces, si tiene alguna inclinación por los números complejos, esto debería tener sentido. Si está un poco oxidado con los números complejos, entonces probablemente necesite investigar un poco más sobre el tema.

Imágenes tomadas desde aquí y esto podría ser un recurso de aprendizaje útil.

A bajas frecuencias (hercios) y para cables cortos (longitud MUCHO menos que una longitud de onda) es simple. A medida que aumenta la frecuencia, deberá considerar el "efecto de piel", tal vez la pérdida dieléctrica en el aislante.

Si la frecuencia es lo suficientemente alta, el cable puede tener una longitud de 1/4 de longitud de onda, y si es un cable sin terminación, el reflejo puede hacer que su impedancia parezca casi infinita en el extremo activado.

Las cosas se complican bastante rápido.

No hay necesidad de sentirse tonto; esto rápidamente se vuelve complicado. Este sitio no es adecuado para explicar un tema tan amplio, pero aquí hay un lugar para comenzar:

En primer lugar, la impedancia es una combinación de resistencia y reactancia . Ya conoces la resistencia. La reactancia describe las cualidades capacitivas o inductivas de la carga. Juntando la resistencia y la reactancia se obtiene la impedancia total del circuito.

El elemento resistivo es la parte "real" de la impedancia compleja, donde la parte reactiva es la parte "imaginaria". Si no sabes matemáticas de números complejos, los ejemplos que encuentres probablemente no tengan sentido. ¡Una cosa más para aprender!

Con un circuito de CA cuya carga es puramente resistiva , es decir, sin elemento reactivo, la impedancia es simplemente un número real. En este caso, la Ley de Ohm funciona exactamente como cabría esperar de DC.

Sin embargo, una vez que agrega un componente reactivo, las cosas se vuelven menos intuitivas. La respuesta de @AndyAka muestra uno de los problemas principales. Es decir, que el voltaje y la corriente ya no están en fase. Cuando quiera profundizar en esto, busque "factor de potencia".

Y cuando te vuelves más avanzado, hay aún más consideraciones. Por ejemplo, en realidad no hay circuitos "puramente resistivos". Pero los cálculos a menudo están lo suficientemente cerca. Además, hay un "efecto de piel" en frecuencias altas, etc. No hablaría de estas cosas hasta mucho más tarde.

Finalmente, algo interesante: cuando escuchas acerca de los voltajes de CA, el número es el valor RMS ("raíz cuadrática media") del voltaje de CA. En otras palabras, el número (por ejemplo, 120 VCA) es el promedio de cualquiera de las dos mitades de la onda sinusoidal. El voltaje pico es en realidad mucho más alto.

En el caso de 120 VAC, el pico de tensión es de 170 Voltios:

( fuente )

¡Buena suerte con sus estudios!

En la superficie de los metales, los electrones se propagan con la Velocidad de la Luz. Dentro de los metales, cuando se mueve A TRAVÉS de la hoja de metal de un lado al otro, la velocidad es aproximadamente 1,000,000X más lenta. Este efecto muy lento generalmente se denomina Efecto de piel.

En lámina de cobre, la profundidad de la piel es de 1,4 mils a 4 MHz. Para láminas de espesor estándar de 1,4 mils (35 micras) con un peso de 1 onza por pie cuadrado. Esto significa que aproximadamente la mitad de la lámina es útil porque la energía rápida no tiene suficiente tiempo para entrar completamente en la lámina y llegar al otro lado. Su "impedancia" se ha duplicado. A 16 MHz, el espesor útil es de 18 micras. A 160 MHz, el grosor útil es otro sqrt (10) más delgado, a 6 micrones.

OK 4MHz es rápido, para experimentadores domésticos que comienzan a aprender (aunque no para el trabajo de MCU).

Sin embargo, a 60 Hz, la profundidad de la piel es de 8 milímetros [tome los 35 micrones del primer ejemplo y aumente la escala en sqrt (4,000,000 Hz / 60 Hz)], en cobre. En hierro con sus dominios magnéticos, la profundidad de la piel será diferente una vez más.