Corriente alterna
Corriente alterna (abreviada CA en español y AC en inglés, de alternating current) se denomina a la corriente eléctrica en la que la magnitud y el sentido varían cíclicamente.
La forma de oscilación de la corriente alterna más comúnmente utilizada es la oscilación senoidal con la que se consigue una transmisión más eficiente de la energía, a tal punto que al hablar de corriente alterna se sobrentiende que se refiere a la corriente alterna senoidal.
Sin embargo, en ciertas aplicaciones se utilizan otras formas de oscilación periódicas, tales como la triangular o la rectangular.
Historia.
El primer alternador para producir corriente alterna fue un generador dinamoeléctrico basado en los principios de Michael Faraday , construido por el fabricante francés de instrumentos Hippolyte Pixii en 1832. Pixii más tarde agregó un conmutador a su dispositivo para producir la corriente continua (más utilizada). La aplicación práctica más temprana registrada de la corriente alterna es de Guillaume Duchenne, inventor y desarrollador de electroterapia. En 1855, anunció que la AC era superior a la corriente directa para la activación electroterapéutica de las contracciones musculares.
En 1876, el ingeniero ruso Pável Yáblochkov inventó un sistema de iluminación donde se instalaron conjuntos de bobinas de inducción a lo largo de una línea de AC de alta tensión. En lugar de cambiar la tensión, los devanados primarios transfirieron energía a los devanados secundarios que se conectaron a una o varias 'velas eléctricas' (lámparas de arco) de su propio diseño, utilizadas para evitar que la falla de una lámpara deshabilite todo el circuito. En 1878, la empresa Ganz Works de Budapest, Hungría, comenzó a fabricar equipos para iluminación eléctrica y, para 1883, había instalado más de cincuenta sistemas en Austria-Hungría.
Corriente alterna frente a corriente continua.
La razón del amplio uso de la corriente alterna viene determinada por su facilidad de transformación, cualidad de la que carece la corriente continua.[12] En el caso de la corriente continua, la elevación de la tensión se logra conectando dínamos en serie, lo que no es muy práctico; al contrario, en corriente alterna se cuenta con un dispositivo, el transformador, que permite elevar la tensión de una forma eficiente.La energía eléctrica viene dada por el producto de la tensión, la intensidad y el tiempo. Dado que la sección de los conductores de las líneas de transporte de energía eléctrica depende de la intensidad, mediante un transformadorse puede elevar la tensión hasta altos valores (alta tensión), disminuyendo en igual proporción la intensidad de corriente. Con esto la misma energía puede ser distribuida a largas distancias con bajas intensidades de corriente y, por tanto, con bajas pérdidas por causa del efecto Joule y otros efectos asociados al paso de corriente, tales como la histéresis o las corrientes de Foucault. Una vez en el punto de consumo o en sus cercanías, la tensión puede ser de nuevo reducida para su uso industrial, doméstico o comercial de forma cómoda y segura.
Corriente directa.
La corriente continua (abreviada CC en español, así como CD por influencia del inglés DC, de direct current) se refiere al flujo continuo de carga eléctrica a través de un conductor entre dos puntos de distinto potencial y carga eléctrica, que no cambia de sentido con el tiempo. A diferencia de la corriente alterna, en la corriente continua las cargas eléctricas circulan siempre en la misma dirección. Aunque comúnmente se identifica la corriente continua con una corriente constante, es continua toda corriente que mantenga siempre la misma polaridad, así disminuya su intensidad conforme se va consumiendo la carga (por ejemplo cuando se descarga una batería eléctrica).
Historia .
Corriente continua se produjo en 1800 por la batería del físico italiano Alessandro Volta, su pila voltaica.[5] En ese momento no se entendió la naturaleza de porqué fluía la corriente. El físico francés André-Marie Ampèreconjeturó que la corriente viajaba en una dirección, desde un positivo a un negativo. Cuando el fabricante francés de instrumentos Hippolyte Pixiiconstruyó el primer generador dinamoeléctrico en 1832, descubrió que cuando el imán pasaba entre los bucles de alambre cada media vuelta, causaba que el flujo de electricidad se invirtiera, generando una corriente alterna. Por sugerencia de Ampère, Pixii luego agregó un conmutador, un tipo de «interruptor» en el que los contactos en el eje trabajan con los contactos del «cepillo» para producir corriente continua.
A fines de la década de 1870 y principios de la década de 1880, se comenzó a generar electricidad en las centrales eléctricas. Estas se configuraron inicialmente para alimentar la luz de arco (un tipo popular de alumbrado público) que funciona con corriente continua de muy alta tensión (generalmente de más alta de 3000 voltios) o corriente alterna. Esto fue seguido por el uso generalizado de corriente continua de baja tensión para el alumbrado eléctrico interior en empresas y hogares después de que el inventor Thomas Edison lanzase su «utilidad» eléctrica basada en bombillas incandescentes en 1882. Debido a las ventajas significativas de la corriente alterna sobre la corriente directa al usar transformadores para elevar y disminuir los voltajes para permitir distancias de transmisión mucho más largas, La corriente continua fue reemplazada en las próximas décadas por la corriente alterna en la entrega de energía.
Representación de la tensión en corriente continua.
Conversión de corriente alterna en continuaEditar
Muchos aparatos necesitan corriente continua para funcionar, sobre todos los que llevan electrónica (equipos audiovisuales, ordenadores, etc). Para ello se utilizan fuentes de alimentación que rectifican y convierten la tensión a una adecuada.
Plc
Un controlador lógico programable, más conocido por sus siglas en inglés PLC (Programmable Logic Controller) o por autómata programable, es una computadora utilizada en la ingeniería automática o automatización industrial, para automatizar procesos electromecánicos, tales como el control de la maquinaria de la fábrica en líneas de montaje o atracciones mecánicas.
Los PLC son utilizados en muchas industrias y máquinas. A diferencia de las computadoras de propósito general, el PLC está diseñado para múltiples señales de entrada y de salida, rangos de temperatura ampliados, inmunidad al ruido eléctrico y resistencia a la vibración y al impacto. Los programas para el control de funcionamiento de la máquina se suelen almacenar en baterías, copia de seguridad o en memorias no volátiles. Un PLC es un ejemplo de un sistema de tiempo real, donde los resultados de salida deben ser producidos en respuesta a las condiciones de entrada dentro de un tiempo limitado, de lo contrario no producirá el resultado deseado.
Historia.
Su historia se remonta a finales de la década de 1960, cuando la industria buscó en las nuevas tecnologías electrónicas una solución más eficiente para reemplazar los sistemas de controlbasados en circuitos eléctricos con relés, interruptores y otros componentes comúnmente utilizados para el control de los sistemas de lógica combinacional.
En 1968 GM Hydramatic (la división de transmisión automática de General Motors) emitió una solicitud de propuestas para un reemplazo electrónico de los sistemas cableados de relés. La propuesta ganadora vino de Bedford Associates. El resultado fue el primer PLC, designado 084 porque era el proyecto de Bedford Associates n.º 84.Bedford Associates comenzó una nueva empresa dedicada al desarrollo, fabricación, venta y mantenimiento de este nuevo producto: Modicon (MOdular DIgital CONtroler). Una de las personas que trabajaron en ese proyecto fue Dick Morley, quien es considerado como el «padre» del PLC.[3] La marca Modicon fue vendida en 1977 a Gould Electronics, y posteriormente adquirida por la compañía alemana AEG y luego por la francesa Schneider Electric, el actual propietario.
Funciones.
La función básica y primordial del PLC ha evolucionado con los años para incluir el control del relé secuencial, control de movimiento, control de procesos, sistemas de control distribuido y comunicación por red. Las capacidades de manipulación, almacenamiento, potencia de procesamiento y de comunicación de algunos PLCs modernos son aproximadamente equivalentes a las computadoras de escritorio. Un enlace-PLC programado combinado con hardware de E/S remoto, permite utilizar un ordenador de sobremesa de uso general para suplantar algunos PLC en algunas aplicaciones.En cuanto a la viabilidad de estos controladores de ordenadores de sobremesa basados en lógica, es importante tener en cuenta que no se han aceptado generalmente en la industria pesada debido a que los ordenadores de sobremesa ejecutan sistemas operativos menos estables que los PLCs, y porque el hardware del ordenador de escritorio está típicamente no diseñado a los mismos niveles de tolerancia a la temperatura, humedad, vibraciones, y la longevidad como los procesadores utilizados en los PLC.
Ventajas y desventajas.
Dentro de las ventajas que estos equipos poseen se encuentra que, gracias a ellos, es posible ahorrar tiempo en la elaboración de proyectos, pudiendo realizar modificaciones sin costos adicionales. Por otra parte, son de tamaño reducido y mantenimiento de bajo costo, además permiten ahorrar dinero en mano de obra y la posibilidad de controlar más de una máquina con el mismo equipo. Así como soportar las vibraciones mecánicas generadas por la maquinaria ya que otros dispositivos serían altamente frágiles o propensos a fallas o rupturas.
Sin embargo, y como sucede en todos los casos, los controladores lógicos programables, o PLCs, presentan ciertas desventajas como es la necesidad de contar con técnicos calificados específicamente para ocuparse de su buen funcionamiento
Otros usos.
Hoy en día, los PLC no sólo controlan la lógica de funcionamiento de máquinas, plantas y procesos industriales, sino que también pueden realizar operaciones aritméticas, manejar señales analógicas para realizar estrategias de control, tales como controladores PID (Proporcional, Integral y Derivativo).
