Electricitat
Corrent elèctric

Corrent altern

Corrent altern

El corrent altern (CA) és un tipus de corrent elèctric que es caracteritza per canviar al llarg del temps, ja sigui en intensitat o en sentit, a intervals regulars.

El voltatge varia entre els valors màxim i mínim de manera cíclica, el valor del voltatge és positiu la meitat del temps (semicicle positiu o semiperíode positiu) i negatiu l'altra meitat. Això vol dir que la meitat del temps el corrent circula en un sentit, l'altra meitat de temps en l'altre sentit. La forma més habitual de l'ondulació segueix una funció trigonomètrica tipus sinus, atès que és la forma més eficient i pràctica de produir energia elèctrica mitjançant alternadors. No obstant això hi ha certes aplicacions en què s'utilitzen altres formes d'ona, com l'ona quadrada o l'ona triangular.

És habitual que en les instal·lacions d'energia solar fotovoltaica es faci servir un convertidor de corrent continu a corrent altern perquè l'energia generada pugui ser subministrada a la xarxa.

Freqüències del corrent altern

La freqüència del sistema elèctric varia segons el país i, de vegades, dins d'un país; la majoria de l'energia elèctrica es genera a 50 o 60 Hertz. Alguns països tenen una barreja de subministraments de 50 Hz i 60 Hz, especialment la transmissió d'energia elèctrica al Japó. Una baixa freqüència facilita el disseny de motors elèctrics, especialment per a aplicacions d'elevació, trituració i laminació, i motors de tracció de tipus commutador per a aplicacions com ferrocarrils.

No obstant això, la baixa freqüència també causa un parpelleig notable en els llums d'arc i les bombetes incandescents. L'ús de freqüències més baixes també va proporcionar l'avantatge de pèrdues d'impedància més baixes, que són proporcionals a la freqüència.

Efectes de les altes freqüències en corrents alterns

Un corrent continu flueix uniformement a través de la secció transversal d'un cable uniforme. En un corrent altern de qualsevol freqüència, la càrrega elèctrica és forçada lluny del centre del cable, cap a la seva superfície exterior. Això es deu al fet que l'acceleració d'una càrrega elèctrica en un corrent altern produeix ones de radiació electromagnètica que cancel·len la propagació de l'electricitat cap al centre dels materials amb alta conductivitat. Aquest fenomen es diu efecte pel·licular.

A freqüències molt altes, el corrent ja no flueix en el cable, sinó que efectivament flueix a la superfície del cable, dins d'un gruix amb poca profunditat de l'escorça. La profunditat de l'escorça és el gruix el que redueix la densitat de corrent en un 63%. Fins i tot a freqüències relativament baixes utilitzades per a la transmissió de potència (50 Hz - 60 Hz), la distribució no uniforme del corrent encara es produeix en conductors prou gruixuts.

Per exemple, la profunditat pel·licular d'un conductor de coure és d'aproximadament 8,57 mm a 60 Hz, de manera que els conductors d'alta corrent generalment són buits per reduir la seva massa i cost. Atès que el corrent tendeix a fluir a la perifèria dels conductors, es redueix la secció transversal efectiva del conductor. Això augmenta la resistència de corrent altern efectiva del conductor, ja que la resistència és inversament proporcional a l'àrea de la secció transversal. La resistència de corrent altern sovint és moltes vegades més gran que la resistència de corrent continu, causant una pèrdua d'energia molt més gran a causa del escalfament òhmic.

Distribució d'electricitat mitjançant corrent altern

A Europa, l'electricitat es distribueix en forma de corrent altern sinusoïdal a una freqüència constant de 50 Hz.

L'ús de corrent altern és conseqüència dels següents motius:

  • El transport (especialment a llargues distàncies) d'altes potències elèctriques és molt eficient si es porta a terme a alts voltatges, aquest últim s'aconsegueix amb força facilitat amb l'ús de transformadors.
  • Els alternadors són constructivament més simples i tenen major eficiència que els dinamos.
  • En corrent continu no és possible explotar els avantatges d'un sistema trifàsic .Casi tots els dispositius electrònics de consum operen en corrent continu, però això es pot aconseguir mitjançant el corrent altern per mitjà d'un rectificador simple.

D'altra banda, és possible obtenir corrent elèctric altern del corrent continu, generada en paràmetres apropiats de freqüència, forma d'ona i voltatge per mitjà de dispositius anomenats inversors.

Història del corrent altern

En els orígens industrials d'ús de l'electricitat en el segle XIX es va utilitzar corrent continu, que ofereix l'avantatge de ser capaç de ser emmagatzemada en les bateries, però amb l'arribada del corrent altern pel científic Nikola Tesla el món es va revolucionar de nou. L'eficiència d'aquest nou tipus de corrent que es permet reduir dràsticament les pèrdues d'energia a grans distàncies gràcies a l'augment de la tensió elèctrica. Aquesta característica va permetre l'energia elèctrica d'alta transmissió d'alta tensió i el corrent pèrdues de dissipació reduint dràsticament baixos en la línia i després gruix del conductor utilitzat per al transport, en comparació amb el corrent continu d'Edison.

El corrent altern es va estendre gràcies a la utilització del transformador, el que permet portar la diferència de potencial (voltatge) a nivells molt alts (alta tensió) i corresponentment el corrent a valors molt baixos, mantenint així inalterat el poder i després transmetre-ho a gran distàncies i petites pèrdues, aconseguint economies d'escala considerables.

A més, els motors elèctrics de corrent altern són més fiables i eficients que els motors elèctrics decorriente contínua.

Actualment al món, l'energia elèctrica alterna es distribueix en dues freqüències, 50 Hz (Europa, Àsia, Àfrica) i 60 Hz (Amèrica, part del Japó) i diferents voltatges (veure estàndards elèctrics al món).

valoración: 2.6 - votos 8

Última revisió: 17 de maig de 2019

Tornar