La corriente alterna es una de los dos tipos de forma de corriente eléctrica con la que se puede transmitir la electricidad.
Este tipo de corriente se obtiene mediante un generador de corriente alterna. Se trata de un dispositivo que convierte la energía mecánica en energía eléctrica. El generador más simple consta de una espira rectangular que gira en un campo magnético uniforme.
La generación eléctrica se produce cuando la espira gira. Entonces el flujo del campo magnético a través de la espira cambia con el tiempo. El giro provoca una fem y el movimiento de electrones.
En los orígenes industriales del uso de la electricidad en el siglo XIX se utilizó corriente continua (o corriente directa). Sin embargo, con la llegada de la corriente alterna por el científico Nikola Tesla el mundo se revolucionó de nuevo.
¿Quién descubrió la fuerza electromotriz?
La fuerza electromotriz la descubrió el británico Michael Faraday en 1831. Faraday descubrió que un conductor que gira en paralelo dentro de un campo magnético genera un flujo electrónico constante, que puede utilizarse para realizar un trabajo mecánico.
Este descubrimiento era la la inducción electromagnética y se demostraba que los campos eléctricos y los campos magnéticos actuaban de la misma manera (la fuerza electromagnética). Unas décadas más tarde James Clerk Maxwell expresó este descubrimiento con ecuaciones fundamentales.
El descubrimiento del motor eléctrico
En 1860, el científico italiano Antonio Pacinotti ensambló el primer prototipo funcional de una máquina que convertía la energía mecánica en un flujo estable de electrones gracias a la energía eléctrica de inducción: la dínamo.
Pacinotti se dio cuenta de que su dínamo era reversible: al suministrar electricidad la máquina giraba. Se había construido el primer motor eléctrico de la historia.
¿Quién ideó el actual sistema de distribución de corriente alterna?
El responsable que actualmente la distribución de electricidad se realiza con corriente alterna es Nikola Tesla.
En 1887, Nikola Tesla logró construir el primer prototipo de un motor de inducción que funcionaba gracias a un tipo particular de corriente eléctrica, en la que los electrones cambian de dirección de flujo (polaridad) según alternaciones recurrentes.
Tesla trabajaba para la compañía de Thomas Alva Edison cuando se dio cuenta de que los alternadores eléctricos de la época emitían un flujo eléctrico que cambiaba de polaridad varias veces durante un cierto período de tiempo.
Inconvenientes del transporte de electricidad en corriente continua (CC)
El principal problema de la época, en la que las grandes empresas eléctricas trabajaban intensamente, era poder encontrar una forma eficiente y rentable de transportar la electricidad desde las centrales eléctricas a las industrias y los hogares.
En ese momento, la corriente eléctrica se distribuía de la forma en que se generaba en los dinamos: en corriente directa. El flujo de electrones nunca cambiaba de dirección y los polos positivo y negativo permanecían sin cambios en el tiempo.
La distribución en corriente continua presenta el problema que a grandes distancias calienta el cable eléctrico y provoca el fenómeno de disipación. Para compensar este problema, es necesario aumentar la intensidad de la corriente aumentando los costos y el desperdicio de energía.
En cambio, la corriente alterna permite elevar la tensión y distribuirla a grandes distancias sin pérdidas de energía significativas.
La distribución mediante corriente alterna (CA)
La eficiencia de este nuevo tipo de corriente se debe a que puede reducir drásticamente las pérdidas de energía a grandes distancias gracias al aumento de la tensión eléctrica.
El aumento del voltaje resulta peligroso para los seres vivos. Por lo tanto, es necesario reducir el voltaje antes de su distribución en hogares o fábricas, por medio de un transformador. El primer transformador para este propósito fue desarrollado por Lucien Gaulard y John Dixon Gibbs.
El transformador permite llevar la diferencia de potencial (voltaje) a niveles muy altos (alta tensión) y la corriente a valores muy bajos.
Para solucionar el mismo problema, el físico William Stanley, reutilizó, en 1885, el principio de inducción para transferir la corriente alterna entre dos circuitos eléctricamente aislados. Sin embargo, el sistema usado hoy en día fue ideado por Nikola Tesla
¿Por qué la distribución eléctrica se realiza en corriente alterna?
Las principales razones son:
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Menores pérdidas de energía a larga distancia.
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Los motores de corriente alterna son más confiables y eficientes.
Tesla propuso a su jefe Edison, fundador de General Electric, adoptar un sistema de distribución de corriente alterna de este tipo para resolver el problema de la transmisión a larga distancia. Sin embargo, Edison se negó por razones económicas: el sistema de distribución inventado por él y su empresa era el único utilizado para las fábricas de la época, y General Electric tenía el monopolio comercial.
Sin embargo, las ventajas del sistema de Tesla permitió se impusieron a la corriente continua de Thomas Edison. Esta pugna en la conocida guerra de las corrientes en la que se decidía qué sistema de corrientes era mejor para implementar.
La corriente alterna se extendió gracias a la utilización del transformador. De este modo, se mantiene la potencia se mantiene inalterada al transmitirla a grandes distancias.
Actualmente en el mundo, la energía eléctrica alterna se distribuye en dos frecuencias, 50 Hz (Europa, Asia, África) y 60 Hz (América, parte de Japón) y diferentes voltajes.
¿Qué son los sistemas polifásicos?
Un sistema polifásico es un sistema de producción, distribución y consumo de energía eléctrica formado por dos o más tensiones iguales con diferencia de fase constante, que suministran energía a las cargas conectadas a las líneas.
La generación trifásica de energía eléctrica es la forma más común y la que provee un uso más eficiente de los conductores. La utilización de electricidad en el sistema trifásico es común para uso en industrias donde muchas de las máquinas funcionan con motores para esta tensión.
