¿Qué es AC en realidad?

¿Qué es realmente la corriente alterna (CA)? ¿Y corriente continua (CC)? He estado leyendo varios libros sobre análisis de circuitos eléctricos básicos y son contradictorios.

  1. Algunos libros dicen que AC es lo mismo que el estado estacionario sinusoidal. Es decir, una función seno o coseno (en realidad, son lo mismo solo que desplazadas horizontalmente). Por ejemplo, v ( t ) = A pecado ( ω t + ϕ ) . Según estos libros, la CC es totalmente estacionaria (estática), es decir, el voltaje y la corriente no dependen del tiempo ( v ( t ) = k , donde k = C o norte s t . ). Las corrientes tienen la misma forma que los voltajes en cada uno de estos casos.
  2. Según otros libros, AC es cualquier corriente que va cambiando (es decir, alternando) su signo a lo largo del tiempo ( t ). Con notación matemática: i ( t 1 ) < 0 y i ( t 2 ) > 0 para algunos t 1 y t 2 donde t 1 t 2 . Puede tener cualquier forma siempre y cuando esté alternando su signo.

Me inclino a pensar que en la práctica gana la primera opción pero quizás sea mejor la etimología de la segunda opción.

Algunas otras preguntas tienen relación con esto:

  1. ¿Es AC un voltaje que es la suma de un estado estacionario sinusoidal y un voltaje constante? Por ejemplo, v ( t ) = A pecado ( ω t + ϕ ) + k .
  2. ¿La CA es una onda shawtooth?
¿Cual es tu propósito? ¿Comprender el "análisis de CA", también conocido como "análisis de señal pequeña" de los circuitos amplificadores? ¿Distribución de poder? ¿Diseño de fuente de alimentación? Todas sus opiniones contradictorias son correctas, en diferentes contextos (aunque la CA no suele ser un diente de sierra, puede encontrar ejemplos de formas de onda de CA de diente de sierra puras si sabe dónde buscar). Sin dar ningún contexto, esto es demasiado amplio.

Respuestas (5)

AC no tiene un significado preciso, su significado puede depender del contexto. Probablemente sea mejor identificar varias formas de onda y preguntar si podrían llamarse CA.

Una forma de onda sinusoidal con un promedio cero ciertamente contaría como CA.

Un cuadrado, un triángulo o cualquier otra forma de onda con un promedio de cero también contaría como CA.

Si alguna de estas formas de onda tuviera un promedio pequeño distinto de cero, podría describirse como CA con un pequeño componente de CC.

Generalmente con CA, la parte 'alternativa' de la descripción sugiere (pero es tan débil como sugiere) que la forma de onda invierte la polaridad de vez en cuando. Si una de las formas de onda anteriores tuviera un promedio de CC grande, de modo que no se invirtiera, entonces podría describirse como CC fluctuante o CC con ondulación (como señala Michael K), o podría llamarse CA sobre CC , o CA con un gran componente de CC. Todo sería correcto, o al menos, ninguno de ellos está equivocado.

En todos los casos, si realmente importa cuál es la forma de onda, describa el voltaje de la forma de onda como una función del tiempo, no se obsesione con cómo las diferentes personas intentan nombrarlo. Si está en un examen o una tarea de clase, entonces memorice lo que su tutor espera ver (estará en sus notas) y simplemente reprodúzcalo para las calificaciones.

Es posible que desee mencionar también que OP podría encontrar el término "ondulación", especialmente en relación con la CC fluctuante (que es un voltaje de CC relativamente grande con un pequeño componente de CA). La ondulación, por supuesto, no se relaciona directamente con la forma de onda del voltaje, sino que es el cambio de valor pico a pico del componente que no es de CC de un voltaje mayormente de CC. (Ejemplo: "Esta fuente de alimentación de 13,8 V CC tiene una ondulación máxima de 30 mV pico a pico con carga completa").
Dicho esto, le doy un +1 incluso solo por el último párrafo. Esa es la verdadera lección para llevar a casa (¿o para llevar al trabajo?) de todo esto; en ausencia de definiciones claras, si realmente importa, no confíe en que sus definiciones sean las mismas que las de la persona con la que se está comunicando; en su lugar, describe lo que realmente quieres decir.
"AC no tiene un significado preciso, su significado puede depender del contexto". Así es como aprendí ahora y probablemente contradice todos los libros que obtuve, así que tengo mucha curiosidad de dónde sacaste esto.

Esa es en realidad una pregunta más compleja de lo que imaginas.

A primera vista, pensamos en los voltios sinusoidales que salen de la pared como CA y los voltios que salen de una batería como CC, pero en realidad esos son solo dos ejemplos, casi puros, comúnmente disponibles.

Como menciona @ThePhoton, en realidad todos los voltajes se pueden expresar como si tuvieran dos componentes. Una parte de CC y alguna función de tiempo de CA. La función de tiempo puede ser cualquier cosa. Un seno simple, un triángulo, una onda de pulso, lo que quieras con una amplitud promedio de cero.

Obviamente, el enchufe de pared tiene, o debería tener, una parte de CC cero, y la batería debería tener una función de CA cero. Sin embargo, en realidad, la mayoría de las señales tienen ambos, en mayor o menor medida.

En la práctica, si llamamos a una señal AC o DC depende en su mayor parte de qué información transporta la señal y cómo pretendemos usarla.

Ejemplo 1: Considere la salida de un puente rectificador.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Obviamente, la entrada aquí es CA, pero ¿cómo llamamos a la salida?

Si lo vamos a usar para la función regular de generar una fuente de alimentación de CC, lo llamamos CC, a pesar de que en realidad es una función de CA con un componente de CC.

Sin embargo, si tuviéramos la intención de alimentar esa onda rectificada completa en un amplificador como una señal, la llamaríamos una señal de CA.

Ejemplo 2: Considere un amplificador DC polarizado simple

ingrese la descripción de la imagen aquí

Nuevamente, la entrada es obviamente CA clásica, pero para que funcione correctamente, se agrega un componente de voltaje de CC y la salida termina con un componente de CC de Q. Sin embargo, aún llamaríamos a la salida una señal de CA a pesar de la polarización.

De hecho, esto sigue siendo cierto incluso si se elimina la señal de entrada. En el osciloscopio, la salida puede parecer un voltaje de CC, pero nos referiríamos a ella como una señal de CA de amplitud cero (sesgada).

Ejemplo 3: ¿Es AC o DC?

ingrese la descripción de la imagen aquí

Podría llamar a esta forma de onda un voltaje de CC con una ondulación, o podría llamarlo un voltaje de CA con una gran compensación de CC.

Cualquiera de los dos podría ser correcto. Cuál es más correcto depende completamente de cómo se usa la señal. En algunas aplicaciones, ambos podrían incluso ser ciertos.

En conclusión:

Aparte de los ejemplos más simples de voltajes de línea y batería, los términos CA y CC son relativos y específicos de la aplicación. El término que use o escuche debe invocar un cierto significado utilitario superior.

Hola, Trevor. +1. No estoy seguro si sabe que puede cambiar el tamaño de las imágenes imgur agregando una letra antes del punto en el nombre del archivo. egistack.imgur.com/IOl0W m .jpg lo convierte en una imagen de tamaño medio de 320 x 320. ¡Los prácticos son 't' para miniatura, 'm' para mediano, 'l' para grande y 'h' para enorme! Consulte bitmapcake.blogspot.ie/2015/05/… para obtener más información. Puede ayudar a que las imágenes, como las del Ejemplo 1, estén mejor proporcionadas al texto de la publicación.
Siempre que el voltaje de CC de polarización sea constante, ¿no podría simplemente considerar que el voltaje de CC + CA resultante está en alguna otra referencia a tierra? Después de todo, no hay nada especial en una polarización de CC de +676 voltios (o cualquier otro valor, para el caso); eso solo depende realmente de lo que midas. Si lo hace, entonces se vuelve obvio (¿o no...?) que una polarización de CC pura es irrelevante para si una forma de onda de voltaje es CA o CC.
@MichaelKjörling de hecho, el sesgo es un término relativo, buen punto.

Hay dos definiciones diferentes de CA y CC que no concuerdan del todo entre sí.

  1. Una señal es DC si siempre tiene el mismo signo, ya sea siempre positivo o siempre negativo. Una señal es CA si a veces es negativa ya veces positiva.

  2. Una señal es CC si no varía en el tiempo, y CA si varía en el tiempo y tiene un valor medio de 0. (Nb: esto significa que no todas las señales pueden clasificarse como puramente CA o puramente CC, como veremos). vea abajo)

No sé de dónde viene la primera definición o qué subcampo la prefiere, pero la he visto usar y defender enérgicamente varias veces en Stackexchange y otros sitios en línea.

La segunda definición es la que se usa en la teoría de circuitos y la mayoría del trabajo académico en EE, en mi experiencia. El valor de esta definición es que cualquier señal se puede dividir en componentes de CA y CC como

v ( t ) = v d C ( t ) + v a C ( t ) ,

donde la parte de CC es en realidad constante ( v d C ( t ) = C o norte s t a norte t ), y el valor medio de la parte AC es 0.

Con estas definiciones, en muchos circuitos podemos encontrar formas de comprender el comportamiento del circuito analizando los efectos de los componentes de CC y CA de la señal por separado. Por ejemplo, si la amplitud del componente de CA es pequeña, podría ser posible analizar su comportamiento en un modelo linealizado de un circuito, incluso si el circuito no es lineal.

+1 RE: "No sé de dónde viene la primera definición"... probablemente por el hecho de que una vez que la CA pasa a través de un rectificador, la llamamos CC aunque sabemos que es solo una onda sinusoidal doblada.
@Trevor, Sí, supongo que es del mundo de la energía, pero realmente no lo sé.
Por supuesto, en cierto sentido, no existe un DC verdadero que sea constante en todo momento. Su circuito tuvo que estar encendido antes de que pudiera comenzar a usarlo y eventualmente se apagará.
@PeterGreen, eso es cierto. Si considera que tampoco hay cables ideales verdaderos sin resistencia o circuitos lo suficientemente pequeños como para producir radiación cero, toda la teoría de circuitos se basa en aproximaciones útiles en lugar de modelos perfectos.
Un voltaje fluctuante con polaridad estable es CC. Cualquier cosa que cruce la polaridad ('pasando por 0') es CA. La corriente continua no es lo mismo que la corriente constante.
@Mast, lee la primera oración de mi respuesta. Está utilizando una de las dos definiciones que presenté. Si puede explicar cuáles son los beneficios de esa definición, sería una buena respuesta que me complacería votar.
No se trata de beneficios, pero puedo pensar en valores de CA que violan su segunda definición. Así que no estoy seguro de dónde vino esa definición. Es decir, a menos que diga que todos los voltajes tienen componentes de CC y CA, pero su respuesta habla de cuál es la señal. No que componentes tiene.
@Mast Dije que las definiciones no concuerdan entre sí. Una señal puede ser AC por una definición y no por la otra. También dije que según la segunda definición, "cualquier señal se puede dividir en componentes de CA y CC ", luego mostré una fórmula y describí esos componentes. Así que no estoy seguro de cómo no hablé de los componentes.
No, hablas de ellos. En el último párrafo. Sin embargo, la segunda definición habla de ello como si toda la señal fuera CA o CC. Lo que va en contra de la idea de que se divida en componentes.
@Mast, la segunda definición es la que aprendí en la universidad y he usado casi exclusivamente a lo largo de mi carrera. Nunca he conocido a nadie cara a cara que haya usado el primero. Así que no puedo justificarlo yo mismo. Pero sé que hay personas que "defienden enérgicamente" la primera definición, tal como dije en mi respuesta; y si usted es una de esas personas, me complacería votar su respuesta explicando el razonamiento detrás de la primera definición.
@Mast, por superposición, cualquier señal se puede dividir en una suma de señales componentes en un número infinito de formas diferentes. Según la segunda definición, una señal que tiene tanto una parte constante como una variable en el tiempo no es puramente CA ni puramente CC, es una combinación de ambas, una suma de dos componentes.
@Mast, he editado para aclarar.
Ah, pero eso tiene sentido. Mira, no estábamos en desacuerdo. Simplemente tuve un pequeño problema para entender tu respuesta. Con los últimos comentarios y la edición en su lugar, tiene mucho más sentido.

Como habrás notado, "AC" es un término con múltiples definiciones.

  • ¡AC significa corriente alterna! ¡Período! ¡¡¡No escuches a otros!!!

:)

  • CA significa solo ondas sinusoidales: voltaje de CA y corriente de CA. (Bueno, el coseno también es aceptable).

  • AC significa "dinámico" o "cambiante". Si no está cambiando, entonces es estático y DC.

En ese caso, un pico de voltaje estrecho no es CA, porque no es corriente, pero también es puramente CA, ya que cambia rápidamente. Pero realmente no es AC, ya que tiene una sola polaridad; no cruza el cero ni cambia de un lado a otro. ¡Pero tampoco es CA porque no es sinusoide!

Evite argumentos estúpidos, y siempre tenga cuidado de perseguir el "Único Significado Verdadero" de las palabras. Eso se llama una "batalla de Swiftian".

Esto fue bien parodiado en Los viajes de Gulliver, donde los liliputienses tenían una guerra entre los grandes y los pequeños. Parece que Johnathan Swift podría ver el futuro y la llegada de Internet. La estúpida guerra liliputiense involucró: vastas y rebosantes hordas... de diminutas personitas... en la garganta de los demás... peleando por la forma única y verdadera de romper un huevo.

La corriente es el movimiento de la carga. Los portadores de carga en un material conductor como un alambre de cobre son electrones.

Si hay una fuerza sobre un electrón, se moverá. Cuando tratamos con la electricidad nos preocupamos por la fuerza electromagnética .

Para corriente alterna, los electrones en promedio van y vienen, adelante y atrás, etc. pero su posición promedio no cambia.

Para corriente continua, los electrones en promedio van en una dirección.

Ver también: Wikipedia: Velocidad de deriva .