Corriente alterna y la corriente continua, ¬ŅCu√°l es la diferencia?

La corriente alterna y la corriente continua son dos formas distintas de electricidad. La mayor diferencia entre la corriente alterna (CA) y la corriente continua (CC), está en la dirección del flujo de electrones. El flujo de electrones de la CA es bidireccional, oscila entre los polos positivo y negativo en una fracción de tiempo. Por otro lado, el flujo de electrones de la CC es unidireccional, no varia con el tiempo y se mantiene fijo en el polo positivo.

Gr√°fica senoidal corriente alterna

Interpretación gráfica de la corriente alterna (CA)

Gr√°fica est√°tica corriente continua

Interpretación gráfica de la corriente continua (CC)

Pero antes de continuar, ¬Ņque es la electricidad? ¬Ņque son los electrones? y, ¬Ņpor que fluyen?

¬ŅQu√© es la electricidad y que son los electrones?

La electricidad es un fenómeno físico que se produce en la naturaleza de distintas formas, desde los rayos, en una tormenta, a la producida por nuestras neuronas, cuando se comunican en nuestro cerebro (sinapsis neuronal).

Rayos y electricidad neuronal

El mundo atómico

Para entender de donde viene la electricidad, tendr√≠amos que reducir nuestro tama√Īo una billon√©sima parte de lo normal. Entonces entrar√≠amos en el mundo de la mec√°nica cu√°ntica y de los √°tomos. Por darle una definici√≥n, podr√≠amos decir que los √°tomos son los bloques de construcci√≥n de la materia, se unen entre si para producir mol√©culas y estructuras m√°s grandes y forman la base de todo el universo conocido.

√Ātomos y mol√©culas

A su vez, los √°tomos est√°n formados por otros elementos m√°s peque√Īos nombrados part√≠culas subat√≥micas. Se han encontrado tantas part√≠culas subat√≥micas dentro de los √°tomos como alfabetos existen en el mundo, pero hay tres de principales: los protones, los neutrones y los electrones.

En el n√ļcleo de los √°tomos, y formando su parte f√≠sica, encontramos los protones, con una carga el√©ctrica positiva y los neutrones, sin cargas el√©ctricas. Por otro lado, los electrones, con la carga el√©ctrica negativa del √°tomo, no poseen materia f√≠sica sino que son energ√≠a y, como si de un peque√Īo sistema planetario se tratara, est√°n dando vueltas alrededor del n√ļcleo.

Representación átomo de hidrógeno

Representación del átomo de hidrógeno

El n√ļmero de protones de un √°tomo determina su clase o elemento y coincide tambi√©n con el n√ļmero de electrones. De neutrones, por contra, est√°n en mayor n√ļmero que los protones y electrones y su cantidad determina lo que se conoce como isotopo.

Vamos a centrarnos en los electrones, ya que son los precursores de la electricidad

Los electrones y sus interacciones

Los electrones se estructuran por capas alrededor del n√ļcleo de los √°tomos. Es una de las cosas que describe el modelo at√≥mico de Bohr (una de las primeras teor√≠as at√≥micas). De estas capas, la que nos interesa, es la √ļltima y se denomina capa de valencia. 

Detalle capas del √°tomo

Esta √ļltima capa puede estar llena de electrones o tener "huecos", que permiten el intercambio de electrones entre √°tomos. Este intercambio de electrones o flujo de electrones, es lo que da paso a la corriente el√©ctrica.

Intercambio de electrones entre √°tomos

Ahora sabemos que es el flujo de electrones y el origen de las corrientes eléctricas, pero de donde viene la electricidad?

Origen de la electricidad

La electricidad sale por la excitación de los electrones de la capa de valencia, que les permite escapar del átomo y convertirse en electrones libres. Esta excitación, que es parte de la generación eléctrica, puede ser inducida por campos magnéticos, como en las dinamos o alternadores; o puede ser provocada por la luz solar, como en las placas fotovoltaicas.

Así, tenemos átomos que pierden sus electrones, convirtiéndose en el polo negativo, y átomos que ganan electrones, convirtiéndose en el polo positivo

En una batería, esto se produce porque tenemos por un lado átomos con exceso de electrones en su capa de valencia, mientras que en otro lado tenemos átomos con decadencia de electrones (o "huecos" en su capa de valencia).

Dirección flujo electrones

Podr√≠amos hacer m√°s extenso el texto sobre que es la electricidad y explicar sus magnitudes (tensi√≥n, potencia...), pero nos alejar√≠amos del prop√≥sito principal. Esto solo pretende ser una peque√Īa introducci√≥n sobre que es la electricidad y los electrones.

¬ŅComo se genera la corriente alterna y la corriente continua?

Como se ha dicho al principio, la principal diferencia entre la corriente alterna y la corriente continua, es que en una la polaridad cambia, c√≠clicamente, en el tiempo mientras que la otra se mantiene constante. Esta diferencia se produce a la hora de generar la corriente alterna y la corriente continua. 

Así podríamos decir que:

La principal diferencia entre corriente alterna y continua se produce en su origen, en la forma en la que se genera la electricidad

Generación de la corriente alterna (CA)

La corriente alterna (CA) se genera con una máquina llamada alternador. Básicamente, esta máquina transforma el movimiento en electricidad. Consta de unos imanes, encarados entre si formando un campo magnético, y de una bobina de cobre. Al girar la bobina entre el campo magnético, se induce una corriente eléctrica que cambia en relación a los polos de los imanes

Funcionamiento alternador

Animación del funcionamiento de un alternador

Estos cambios de polaridad forman una onda que oscila entre el polo positivo y el polo negativo. Esta onda puede ser senoidal, cuadrada o triangular y var√≠an en el tiempo en una relaci√≥n de ciclos por segundo denominado frecuencia, y su unidad es el Hercio o Hertz (Hz). 

Corriente alterna en onda senoidal

Corriente alterna en forma de onda senoidal, cómo la que nos llega en casa

Corriente alterna en onda cuadrada

La corriente alterna en forma de onda cuadrada, utilizada mayoritariamente en electrónica digital y de computación

Corriente alterna en onda triangular

Forma de onda triangular de la corriente alterna, empleada en la síntesis de sonido y para probar electrónica lineal cómo los amplificadores

La corriente alterna que llega a nuestras casas tiene una forma de onda senoidal, con una tensi√≥n de 220-230v y 50-60Hz de frecuencia (lo que significa que cada segundo se producen de 50 a 60 cambios entre los polos positivo y negativo). Se utiliza este tipo de corriente para los hogares debido a su facilidad para cambiar su tensi√≥n (voltaje) y por ser relativamente f√°cil de transportar en largas distancias 

Generación de la corriente continua (CC)

La corriente continua (CC) o tensión continua puede ser generada de distintas maneras, desde fuentes químicas como las baterías, en placas solares o usando el calor mediante el efecto Peltier. En cualquier caso, el flujo de electrones o corriente, va de un punto a otro de forma lineal y sin cambios.

Diferentes formas de generar corriente continua

Diferentes formas de generar corriente continua

La corriente continua se define como el flujo de corriente ‚Äúunidireccional‚ÄĚ; la corriente solo fluye en una direcci√≥n. El voltaje y la intensidad pueden variar con el tiempo pero la direcci√≥n del flujo el√©ctrico no varia.

Ejemplo de corriente continua unidireccional de 1,5v

Muchos de los aparatos que usamos a diario funcionan con corriente continua. En instalaciones aisladas/independientes de la red eléctrica con energías renovables se usan, principalmente, tensiones de 12v, 24v o 48v. En este tipo de instalaciones se usa corriente continua por que se puede almacenar en baterías y poder disponer de electricidad cuando esta no se puede producir.

Cambiar de corriente

Debido a las diferencias entre la corriente alterna y la corriente continua, sus usos difieren en funci√≥n de las necesidades. Por ejemplo, la corriente alterna es mejor para transportarla a grandes distancias, pero no se puede almacenar. Por suerte, podemos cambiar entre corrientes seg√ļn nos convenga.

De alterna a continua

La corriente alterna puede ser transformada en corriente continua mediante un puente rectificador. Este dispositivo est√° formado por diodos, que rectifican las variaciones (cambios de polaridad), en la corriente, para volverla lineal.

Puente diodos, paso 1
Puente diodos, paso 2

Adem√°s del puente rectificador, se utilizan otros componentes electr√≥nicos en la conversi√≥n de corriente alterna en continua. Estos componentes se usan para filtrar oscilaciones, peque√Īos picos de tensi√≥n y hacer m√°s "fina" la corriente continua resultante.

La gran mayor√≠a de los aparatos que conectamos en casa llevan un peque√Īo transformador, interno o externo, para convertir la corriente alterna en continua. 

De continua a alterna

Para convertir la corriente continua en corriente alterna se utilizan unos dispositivos llamados inversores o convertidores de corriente. Estos aparatos, elevan la tensión de 12v, 24v o 48v de placas solares, aerogeneradores o baterías a 220-230v, y mediante electrónica interna, convierten la corriente continua en alterna.


Existen dos tipos, principales, de inversores de corriente:

Inversor onda modificada

Inversores de onda modificada, que generan una corriente alterna con una forma de onda cuadrada (rectificada), no senoidal y que no todos los aparatos  de corriente alterna funcionan.

Son los inversores de corriente m√°s baratos que existen en el mercado

Inversores de onda pura, que son los que generan una corriente alterna, con una forma de onda senoidal, pr√°cticamente igual a la que nos llega en casa. 

Son más caros que los inversores de onda modificada, pero también son más eficientes.

Inversor onda pura

Para conocer más detalles sobre los inversores de corriente y su funcionamiento, pásate por este artículo

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Referencias:

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