¿Cómo funciona AC? ¿Significa que los electrones se mueven de un lado a otro a lo largo del cable a una frecuencia del flujo de corriente?

Answer 1

Bueno, más o menos. Los electrones en un cable en realidad se mueven bastante lentamente: en el cable de alimentación de una lámpara de mesa típica de 120 VCA, se mueven más lentamente que 10 cm / hora (depende del tamaño del cable y la corriente transportada). Con una frecuencia de CA de 60 Hz, esto significa que los electrones en el circuito se mueven aproximadamente 15 micrones antes de invertir la dirección, por lo que, en un sentido bastante real, ninguno de los electrones que provienen “de la fuente” lo hacen cerca del dispositivo que se está alimentando, mucho Menos la carga real.

Lo que viaja rápidamente es el “empuje” de los electrones, ya que los electrones en una pequeña porción del cable son empujados “por detrás”, empujan los electrones frente a ellos, quienes empujan los electrones frente a ellos, y así. Ese “empuje” viaja extremadamente rápido, una fracción muy significativa de la velocidad de la luz (de ~ 50% a 99%, dependiendo de la configuración). Es algo así como el agua en una tubería puede fluir mucho más lentamente que una onda de presión (por ejemplo, sonido).

En un circuito de CA, los electrones se “empujan” primero en una dirección y luego se “jalan” en la otra dirección (“jalar” los electrones hace que “jalen” los electrones “al frente”, al igual que “empujar” “acción). Entonces, aunque los electrones apenas se mueven, se mueven de un lado a otro en concierto, ¡y eso es lo que es la corriente alterna!

DESCARGO DE RESPONSABILIDAD: Los cálculos que se incluyen en este documento son muy aproximados, cálculos “al final del sobre”, probablemente estén dentro de un orden de magnitud, pero pretenden ser más una ilustración que una respuesta exacta.

Answer 2

Lo entendiste perfectamente bien.

Ahora siempre tomo una analogía del agua para explicar la corriente y el potencial.

Ahora imagine que los electrones son gotas de agua y las reglas o intuición con las que entiende el flujo de agua, suceden cosas exactamente similares dentro del cable con los electrones.

Entonces, en el suministro de CC, el terminal positivo siempre intentará alejar los electrones del terminal negativo (muy parecido a una bomba que intenta expulsar toda el agua) y el terminal positivo tratará de atraer la mayor cantidad de electrones posible. Entonces, en este caso, puede comprender que cada electrón comienza desde un terminal negativo y termina en un terminal positivo, y así es como se completa todo el circuito y fluye la corriente.

Donde, como en el suministro de CA, la fuente de energía sigue oscilando (en la India es de 50Hz). Entonces, ahora la fuente primero empuja los electrones y después de 0.02 segundos (50Hz) invierte su polaridad y luego comienza a tirar de los electrones. Así que ahora los electrones sentirán algo parecido al agua en la configuración que se muestra a continuación (Créditos de imagen a sparkfun.com)

¡Así que ahora debe estar preguntándose que de esta manera el electrón nunca alcanzará la resistencia!

Cierto. Pero el objetivo nunca fue transferir el electrón sino simplemente transferir la energía que hemos hecho con éxito aquí. El único problema es su alternancia, y por la misma razón usamos adaptadores o convertidores AC-DC para que podamos convertir esta energía alterna en energía de estado estable.

Ahora, la razón por la que usamos CA es porque hay menos pérdida de energía durante la transmisión en comparación con DC, por lo tanto, es posible la transmisión a larga distancia,

[1] Para obtener más información, puede visitar este sitio.

Notas al pie

[1] Corriente alterna (CA) vs. Corriente continua (CC)

Answer 3

La corriente alterna no “fluye en la misma dirección”.

Los electrones en el cable (y otros componentes) simplemente se mueven de un lado a otro.

¿Conoces esa broma en la que todos hacen fila para una foto? En lugar de mover la cámara el ángulo, el fotógrafo dice: “Ok, ¿pueden todos moverse hacia la izquierda?”

Y toda la línea de personas se mueve hacia la izquierda …

“No, MI izquierda … Todos se mueven hacia la derecha”.

“No. La otra forma se ve mejor, todos retroceden”.

Bueno, la corriente alterna fluye así. En América del Norte, la corriente invierte su dirección 60 veces por segundo.

La importancia es solo que hay una “diferencia de potencial”. Esos electrones son empujados de una forma u otra por esa diferencia. A una bombilla no le importa en qué dirección se mueven los electrones; En cualquier dirección, el filamento se calienta y se pone brillante.

Con corriente alterna, el nivel de voltaje cambia y se invierte constantemente.

Piense en el camino vertical que sigue su pie en el pedal de una bicicleta. Siempre en reversa. Arriba y abajo, arriba y abajo. Siempre se puede ejercer una cantidad de par diferente

Digamos que está tratando de comenzar a pedalear cuesta arriba: ¿preferiría que la biela del pedal apuntara hacia arriba o hacia los lados? ¿Qué posición de manivela le resultaría más fácil?

AC es así … Siempre cambiando de fuerza, y siempre invirtiendo su camino.

En electrónica hay una forma de CA que va en una sola dirección, llamada CA rectificada. Pero esa es otra bola de cera.

¿Alguna vez ha pedaleado una bicicleta presionando un poco el pedal hacia adelante, luego retrocediendo un poco el pedal y luego repitiendo?

La CA rectificada es así.

Answer 4

probablemente esté confundido en cuanto al marco de referencia.

La corriente alterna cambia de dirección 50 o 60 veces por segundo.

Si observa la referencia de tierra o tierra, entonces el neutro estará a un potencial de aproximadamente cero y la línea caliente oscilará de ida y vuelta de +160 a -160 voltios instantáneos, los picos serán más altos que 120 VCA debido a las mediciones RMS de CA.

Si mide instantáneamente entre ellos, entonces el neutro será 160 V por encima del calor y luego 160 V por debajo del calor alternativamente.

Pero para simplificar la forma en que vemos los circuitos de CA, debemos hacerlo de manera diferente que con los circuitos de CC. No nos ayuda a nadie visualizar los voltajes que oscilan constantemente, además de los aspectos de calentamiento o iluminación en estado estable o de giro del motor … realmente no hay que preocuparse por la polaridad, ya que afecta las cargas o el trabajo.

Sin embargo, los circuitos de CA todavía requieren bucles. Entonces pensamos que la corriente fluye alrededor de un bucle. Así que tendemos a visualizar los circuitos de CA en el concepto de que es un flujo unidireccional de una forma u otra.

Answer 5

Aquí hay muchos buenos ejemplos que otros han proporcionado como respuestas. Pondré uno de los míos que me ayudó cuando me esforzaba por entender lo mismo.

Piense en usar papel de lija a mano. Es natural lijar de un lado a otro, de un lado a otro. ¿Qué se genera cuando haces esto lo suficientemente rápido? Quizás suene algo, pero también una notable cantidad de calor por la fricción.

Ahora piensa en una bombilla. ¿Por qué se enciende cuando se le pasa un potencial de CA? Como muchos otros han señalado aquí, los electrones que corren a través de un dispositivo ya están en ese dispositivo, pero al igual que las olas en un océano mueven las mismas moléculas de un lado a otro, de un lado a otro, la corriente alterna mueve electrones en un cable. El filamento de la bombilla ya tiene electrones dentro, simplemente sentado ‘estacionario’ (movimiento browniano), por así decirlo. Cuando se gira el interruptor y se aplica potencial de CA al filamento, los electrones comienzan a ser empujados por el electrón anterior en línea y luego tirados por el electrón anterior en línea. Ese electrón anterior siente la misma fuerza que el anterior y así todo el camino de regreso a la planta de energía. Pero aún no hemos respondido por qué se enciende la bombilla. Bueno, como en el ejemplo del papel de lija, estos electrones se mueven muy rápidamente (60 ciclos por segundo en los Estados Unidos, 50 ciclos por segundo en Europa y otras partes del mundo). Esto de ida y vuelta, de ida y vuelta de los electrones genera fricción y el filamento se calienta literalmente (al igual que lo que estaba lijando en el ejemplo de papel de lija). Además del calor, los fotones también se desprenden debido al exceso de energía en el filamento (esta es la forma de energía que más nos interesa … la luz …). Algunas bombillas (algunas cfl me vienen a la mente) incluso generarán un ‘zumbido’ audible en respuesta a esta energía (nuevamente como el sonido del ejemplo del papel de lija).

Entonces, la corriente fluye, pero solo en una mansión de ida y vuelta, como indican las otras respuestas. Sin embargo, la clave para mí fue entender cómo esto se traduce en algo útil (en este caso, claro). Espero que el ejemplo anterior haya proporcionado eso de alguna manera y ayude 🙂

Answer 6

Puede ser más sencillo detenerse y mirar primero un circuito de CC.

Una batería es una fuente común de CC. Tiene una terminal positiva (+) y una terminal negativa (-). Cuando conecta los terminales a una carga como una luz o un motor, la corriente fluirá desde el terminal + de la batería, a través de la carga, y hacia el terminal – de la batería.

Si desconectara la carga, voltee la batería y vuelva a conectar la carga, entonces la corriente fluiría al revés en la carga.

Creo que su pregunta es cómo obtener una fuente que haga este cambio de polaridad por sí solo. Dicha fuente se llama alternador (a veces las personas lo llaman generador). Es una máquina rotativa que se parece mucho a un motor y a menudo es impulsada por un motor. Dentro hay una gran estructura en forma de anillo llamada estator y dentro gira el rotor.

El rotor está hecho para tener polos magnéticos alrededor de su circunferencia que se alternan al norte, sur, etc. Por lo general, solo hay 2 o 4 polos. El estator tiene grupos de bobinas, de modo que siempre hay una bobina de estator para cada polo del rotor. Veamos qué sucede en una bobina. Los imanes del rotor están pasando y la polaridad del imán sigue cambiando. A medida que el polo norte pasa la bobina, el voltaje inducido será +. Luego el polo sur pasa y el voltaje de la bobina es -.

Entonces ahí lo tienes. Conecta un extremo de la bobina a un terminal de su carga y el otro extremo de la bobina al otro terminal de la carga. Cuando hace girar el generador, tendrá corriente en la carga que se revierte automáticamente a medida que las bobinas de los alternadores cambian continuamente de polaridad.

Answer 7

Los electrones mismos viajan distancias muy pequeñas en la corriente alterna, ya que toda la corriente alterna es, alternadamente, flujo de corriente positivo y negativo. Sin embargo, lo que importa es que el sistema en su conjunto envía energía al otro extremo.

El principio puede simplificarse enormemente con este ejemplo: imagine que tiene un tubo de 1 metro de largo y suficientes canicas con un diámetro ligeramente más pequeño que el diámetro interno del tubo para llenarlo por completo. Colocas el tubo lejos de ti en una mesa plana y empujas otra canica en el extremo más cercano del tubo. ¿Lo que pasa? La canica que empujó transmite energía (en lo que efectivamente es una onda de sonido en un medio de vidrio) a través de todas las canicas en el tubo y fuerza la salida de la última canica. A pesar de que ninguna canica viajó más que el diámetro de una canica, ¡transmitiste energía un metro!

Un ejemplo mucho mejor se proporciona con olas en una piscina de olas largas y estrechas. Imagine un contenedor de 2 metros de largo, 10 cm de profundidad y 6 cm de ancho. Ahora imagine tomar una esponja cuadrada pequeña y pegarla en el extremo de un palo perpendicular a cualquiera de sus superficies más anchas. Ahora usa esta herramienta como generador de olas en un extremo de la piscina de olas y pulsa la esponja por encima del nivel del agua y por debajo de manera rítmica. Al ignorar los extremos cerrados de la piscina que causan interferencia y conducen a ondas estacionarias, podemos ver que su energía gastada en un extremo se transporta a través del agua y al otro extremo. Si agrega pequeñas bolas de espuma de poliestireno de color a la piscina, puede ver que cada bola viaja una pequeña distancia (curiosamente, de manera circular). Estas bolas pueden simular las moléculas de agua o los electrones en un cable.

Una explicación más técnica es que, como una parte “A” del cable se polariza positivamente, esto hace que los átomos en el frente envíen sus electrones por el cable unos pocos cm y creen un punto positivo directamente en A y una carga en descomposición a medida que mides más abajo de A. Luego, cuando la carga de esa parte del cable se vuelve negativa, esto aleja la carga positiva al ocupar rápidamente esos puntos con electrones. Este proceso por sí solo no hace mucho para transmitir energía, al igual que simplemente empujar la esponja una vez en el agua, o sacarla no crea una serie de ondas. Sin embargo, cuando se hace lo suficientemente rápido, los cambios en la polaridad en el transmisor ocurren mucho más rápido de lo que el cable puede cambiar por completo su polaridad para que coincida, por lo que las “ondas de polaridad” corren por el cable a medida que el transmisor cambia de positivo a negativo.

En cuanto al patrón de onda de la corriente (gráfico de tiempo actual), esto realmente tiene que ver con algo llamado función de onda, y está bastante más allá de la profundidad de esta pregunta (¡y mi capacidad de explicar de manera clara y sucinta!) Pero independientemente, Existen limitaciones en la forma de una ola que le permiten viajar. La onda sinusoidal es un ejemplo obvio de uno que funciona, pero los pulsos de onda en forma de y = e ^ x ^ 2 también funcionan, entre otros. Para un flujo constante de energía, la onda sinusoidal es el único contendiente (que yo sepa), y es por eso que es el que se usa en la corriente alterna.

Answer 8

Es simplemente por la forma en que se produce …

Ac es producido por el movimiento giratorio entre el conductor y la fuente del campo magnético.

En la figura anterior, puede ver claramente que el cambio en la polaridad del imán también cambia la dirección actual.

La figura anterior describe el funcionamiento básico de un generador de CA, de lo contrario, el alternador.

Gracias,

Karthik

Answer 9

Lo básico es la dirección correcta de los electrones en una dirección particular. En ausencia de campo eléctrico, los electrones se mueven aleatoriamente, chocando entre sí, descuidando el impulso mutuo, por lo tanto, el efecto general de los electrones es insignificante.

Answer 10

Creo que la respuesta de Steve Ryan es bastante buena, al revés o no. Si desea profundizar un poco (pero solo un poco) en la física, consulte la respuesta de Eric Truebenbach a Aparte de que el voltaje de CA es una onda sinusoidal que oscila hacia arriba y hacia abajo, ¿el voltaje de CA también cambia constantemente hacia adelante y hacia atrás (izquierda / derecha) con, y como, los electrones en AC?

Answer 11

http: //hyperphysics.phy-astr.gsu …

Puede estar pensando en el propósito de la corriente como el movimiento de carga, pero no es por eso que lo usamos en circuitos de CA. Aquí lo usamos para mover energía.

El movimiento de los minerales cuando se navega imparte energía cinética al bote a pesar de que los remos van y vienen. Del mismo modo, el accionamiento de los pistones en un automóvil está arriba / abajo. Entonces, estamos acostumbrados al movimiento alternativo que hace un trabajo sin que la cosa se mueva lejos.

En un circuito de CA, por ejemplo, en una dinamo o planta generadora de energía, los imanes y el cable se mueven uno alrededor del otro de manera que el campo magnético parezca sinusoidal al cable.

Si su hijo está en una rotonda y usted traza la distancia desde un punto fijo hasta él, obtendrá una onda de pecado. No tiene nada de especial, excepto que es el movimiento de algo que gira alrededor de un círculo en relación con un punto fijo.

Answer 12

Si exactamente. En EE. UU., Esta frecuencia es de 60 Hz, 60 veces por segundo, se invierte 120 veces por segundo. En Europa lo hacen a 50 Hz.

DC es un flujo constante en una dirección, aunque en función de la carga puede variar en intensidad o cantidad de corriente, pero siempre va en una dirección, algunos dicen de negativo a positivo. Tiene más sentido porque le damos electrones, el flujo de corriente, una carga negativa y sabemos que las cargas negativas se repelen y, a diferencia de las cargas, se atraen. Entonces, la terminal negativa en el generador repelería los electrones y la terminal positiva se atraería. Pero para el análisis de circuitos no importa siempre y cuando se siga la misma convención durante todo el análisis.

Para CA, un electrón podría no llegar a la carga o volver a la fuente / generador. El generador coloca el electrón en un extremo / cable y el campo eléctrico obliga a los electrones a descender del cable para ser desalojados de sus átomos y viajar a la carga, pero luego el generador invierte la polaridad y comienza a absorber los electrones, tirando de ellos hacia atrás. A diferencia de DC, donde el agua viaja en una tubería y el agua entra por un extremo y sale por el otro, la corriente alterna simplemente se mueve hacia adelante y hacia atrás. Si el generador y la carga están lo suficientemente separados, un electrón del generador nunca podría alcanzar la carga antes de que retroceda y regrese al generador. Algunos de los electrones en los cables pueden permanecer en el cable y nunca entrar en la carga o el generador.

Por supuesto, tanto DC como AC requieren 2 cables, uno que va a la carga y un retorno al generador. pero como la corriente en CA va en una dirección en un cable, va en dirección opuesta en el otro. En DC viaja como decimos a menudo a la carga en el cable negativo y regresa al generador en el cable positivo.

Answer 13

¿Cómo puede una sierra manual cortar madera si sigue invirtiendo la dirección? Claramente está realizando trabajo con cada golpe. Lo mismo con la corriente alterna. La CA tiene ventajas sobre la CC, como cambiar a un voltaje más alto o más bajo pasando por un transformador.

En cuanto a la onda sinusoidal, es la forma más suave de ir y venir. La desviación de la onda del signo introduce frecuencias más altas, que pueden desperdiciar energía. Balancee un peso en el extremo de una cuerda a una velocidad constante. Ahora haga que alguien se pare a un lado para que solo vean el peso subiendo y bajando, no de lado. Luego, su observador toma una lata de aerosol y la mueve hacia arriba y hacia abajo para que coincida con lo que parece hacer el peso. Imagine que la lata de aerosol se dirige hacia los lados para rociar sobre un tren que pasa lentamente. El patrón rociado en el tren es una onda sinusoidal.

Answer 14

Porque esa es su definición. Si una corriente es periódica pero no cambia de dirección, se llama corriente continua pulsante.

La razón por la cual la CA es una “cosa”, lo que significa que es notable por su uso generalizado, es porque es lo que sale de los generadores eléctricos más simples y más extendidos, que usan una bobina que gira dentro de un campo magnético constante. La corriente producida por inducción bajo tales condiciones, es alterna. Esto se explica en detalle aquí:

El generador de corriente alterna

Answer 15

Nunca nos referimos a la corriente que fluye de un lado a otro, porque las cargas no se mueven mucho. Los electrones solo saltan a la siguiente molécula porque es fácil para materiales llamados conductores, creando así un efecto de onda en cascada. Por lo general, nos referimos solo a la amplitud y fase de la corriente alterna de repetición, que depende de la relación tensión / resistencia. Los aisladores pueden tener corrientes de onda, pero tienen un retraso de 90 grados en el voltaje o una corriente en la corriente, a menos que haya resistencia,

Cuando observamos la forma de onda con un tiempo de aumento en una distancia que es más del 5 o 10% de una longitud de onda a la velocidad de la luz c en el dieléctrico, entonces vale la pena examinar las ondas reflejadas. Estos solo ocurren a cambios en la impedancia> = frecuencias de RF.

Esta ola es muy parecida a hacer girar una cuerda que gira libremente. impulsando fuerzas en uno o ambos extremos (como voltajes de oscilación estacionarios CC CA con baja impedancia en comparación con la cuerda, entonces la onda se invierte y se refleja hacia atrás. No entraremos en las 3 dimensiones de una cuerda, pero las ondas de corriente tienen dos dimensiones para la onda de voltaje y la onda de corriente, que está en fase para una resistencia pasiva no reactiva (L o C).

La fuerza impulsora no tiene que ser una onda sinusoidal, pero es más común, debido a los efectos magnéticos de una bobina giratoria en un generador.

¿Próxima pregunta?

Answer 16

Además, algunas veces es efectivo transmitir un principio utilizando una analogía con menos partes móviles, incluso si no tiene ninguna relación. Considere cortar el movimiento para cortar algo o el flujo de agua.

Una sierra de calar se mueve hacia adelante y hacia atrás como AC, pero la resistencia de la pieza contra la hoja de sierra se corta. Ahora considere una sierra de cinta, una hoja que se mueve continuamente en una dirección, la parte aún se corta. El agua que se mueve en una dirección erosiona el suelo, al igual que el agua alterna en ambas direcciones.

Los electrones que se mueven en una dirección o se alternan aún encuentran resistencia causando corriente. ¿La similitud entre las tres analogías? Velocidad. Al igual que la cantidad de electrones que pasan un cierto punto por segundo, la cantidad de resistencia reduce su velocidad. ¿Agua? Galones por segundo. ¿Sierra? Ciclos por segundo. Todo lo relevante para la fuerza / potencia utilizada.

Answer 17

Cuando la corriente fluye, ¿el electrón fluye realmente a través del conductor? Si fluye, ¿no se agota el átomo de una pérdida de electrones?

Bajo el impacto de la fuerza de Coulomb, los electrones individuales en un cable se mueven una pequeña distancia cada instante debido a su influencia entre sí a lo largo del conductor. Es el efecto eléctrico total que se transmite tan rápidamente.

Answer 18

Ver, Básicamente, AC podría equipararse con valores instantáneos de DC en diferentes puntos en el tiempo.
Y, por lo tanto, no hay diferencia en el flujo de CA a través de un cable. Podría haber un cambio de dirección por cada medio período alterno.

Answer 19

Los electrones se mueven hacia adelante y hacia atrás por una distancia muy pequeña solo desde sus posiciones medias a la frecuencia del voltaje del sistema. Los electrones individuales no atraviesan la ruta completa del circuito y luego vuelven a sus posiciones iniciales.

Answer 20

No es lo que puede pensar que los electrones viajan hasta la carga y regresan a su lugar de origen. Para la corriente continua, viaja por todos lados y comienza de nuevo. Pero cada electrón se mueve a un ritmo muy lento. Lo que hace que la corriente se mueva rápido es porque los electrones de la fuente empujan los electrones al otro extremo instantáneamente. En CA es como sacudir los electrones de un lado a otro 60 veces por segundo sin alcanzar realmente la lámpara o la carga. Los electrones que ya están en la lámpara son los que hacen que la lámpara se encienda. Los materiales conductores, como los cables, ya están llenos de electrones que solo esperan una fuente que los empuje o los agite.