¿Qué es realmente AC?

¿Qué es realmente la corriente alterna (CA)? ¿Y corriente continua (DC)? He estado leyendo varios libros sobre análisis de circuitos eléctricos básicos y son contradictorios.

1. Algunos libros dicen que AC es lo mismo que el estado estacionario sinusoidal. Es decir, una función seno o coseno (en realidad, son las mismas solo desplazadas horizontalmente). Por ejemplo, . Según estos libros, DC es totalmente estacionaria (estática), es decir, el voltaje y la corriente no dependen del tiempo ( , donde ). Las corrientes tienen la misma forma que los voltajes en cada uno de estos casos.v ( t ) = k k = c o n s t $v(t) = A \sin(\omega t + \phi)$$v(t) = k$$k = \mathrm{const.}$
2. Según otros libros, AC es cualquier corriente que está cambiando (que alterna) su signo con el tiempo ( ). Con notación matemática: e para algunos y donde . Podría tener cualquier forma siempre que esté alternando su signo.i ( t 1 ) < 0 i ( t 2 ) > 0 t 1 t 2 t 1 ≠ t $t$$i(t_1) < 0$$i(t_2) > 0$$t_1$$t_2$$t_1 \neq t_2$

Me inclino a pensar que en la práctica gana la primera opción, pero tal vez sea mejor la etimología de la segunda opción.

Algunas otras preguntas tienen relación con esto:

1. ¿Es CA un voltaje que es la suma de un estado estacionario sinusoidal y un voltaje constante? Por ejemplo, .$v(t) = A \sin(\omega t + \phi) + k$
2. ¿Es AC una onda de diente de shaw?

AC no tiene un significado preciso, su significado puede depender del contexto. Probablemente sea mejor identificar varias formas de onda y preguntar si podrían llamarse AC.

Una forma de onda sinusoidal con un promedio de cero ciertamente contaría como AC.

Un cuadrado, triángulo o cualquier otra forma de onda con un promedio de cero también contaría como AC.

Si alguna de estas formas de onda tuviera un promedio pequeño distinto de cero, podría describirse como CA con un pequeño componente de CC.

Generalmente con AC, la parte "alterna" de la descripción sugiere (pero es tan débil como sugiere) que la forma de onda invierte la polaridad de vez en cuando. Si una de las formas de onda anteriores tenía un gran promedio de CC, de modo que no se invirtió, entonces podría describirse como CC fluctuante, o CC con ondulación (como señala Michael K), o podría llamarse CA encima de CC , o AC con un gran componente DC. Todo sería correcto, o al menos, ninguno de ellos está equivocado.

En todos los casos, si realmente importa cuál es la forma de onda, entonces describa el voltaje de la forma de onda en función del tiempo, no se obsesione con la forma en que diferentes personas tratan de nombrarlo. Si se trata de un examen o una tarea de clase, memorice lo que su tutor espera ver (estará en sus notas) y simplemente reproduzca eso para las notas.

Esa es en realidad una pregunta más compleja de lo que imaginas.

A primera vista, pensamos en los voltios sinusoidales que salen de la pared como CA y los voltios que salen de una batería como CC, pero en realidad esos son solo dos, casi puros, ejemplos comúnmente disponibles.

Como @ThePhoton menciona, en realidad todos los voltajes pueden expresarse con dos componentes. Una parte DC y alguna función de tiempo AC. La función de tiempo puede ser cualquier cosa. Un seno simple, un triángulo, una onda de pulso, cualquier cosa que desee con una amplitud promedio de cero.

Obviamente, el enchufe de la pared tiene, o debería tener, una parte de CC cero, y la batería debería tener una función de CA cero. Sin embargo, en realidad, casi todas las señales tienen tanto en cierta medida u otra.

En la práctica, si llamamos a una señal AC o DC depende en gran medida de la información que transporta la señal y de cómo pretendemos usarla.

Ejemplo 1: Considere la salida de un puente rectificador.

Obviamente, la entrada aquí es AC, pero ¿cómo llamamos a la salida?

Si lo vamos a usar para la función regular para generar una fuente de alimentación de CC, lo llamamos CC, a pesar de que es realmente una función de CA con un componente de CC.

Sin embargo, si pretendemos alimentar esa onda rectificada completa en un amplificador como señal, la llamaríamos señal de CA.

Ejemplo 2: considere un amplificador polarizado DC simple

Nuevamente, la entrada es obviamente AC clásica, pero para que funcione correctamente, se agrega un componente de voltaje DC y la salida termina con un componente DC de Q. Sin embargo, todavía llamaríamos a la salida una señal AC a pesar de la polarización.

De hecho, esto sigue siendo válido incluso si se elimina la señal de entrada. En el alcance, la salida puede verse como un voltaje de CC, pero nos referiríamos a ella como una señal de CA de amplitud cero (sesgada).

Ejemplo 3: ¿es AC o DC?

Podría llamar a esta forma de onda un voltaje de CC con una onda, o podría llamarlo un voltaje de CA con un gran desplazamiento de CC.

Cualquiera de los dos podría ser correcto. Cuál es más correcto depende completamente de cómo se esté utilizando la señal. En algunas aplicaciones, ambas podrían ser ciertas.

En conclusión:

Además de los ejemplos más simples de voltajes de línea y batería, los términos AC y DC son relativos y específicos de la aplicación. El término que usa o escucha debe invocar un cierto significado utilitario superior.

Hay dos definiciones diferentes de AC y DC que no están completamente de acuerdo entre sí.

1. Una señal es DC si siempre tiene el mismo signo, ya sea siempre positivo o siempre negativo. Una señal es AC si a veces es negativa y a veces positiva.

2. Una señal es DC si no varía en el tiempo, y AC si varía en el tiempo y tiene un valor medio de 0. (Nb: esto significa que no todas las señales se pueden clasificar como puramente AC o puramente DC, como lo haremos vea abajo)

No sé de dónde viene la primera definición o qué subcampo la prefiere, pero he visto que la usé y defendí vigorosamente algunas veces en Stackexchange y otros sitios en línea.

La segunda definición es la utilizada en teoría de circuitos y la mayoría del trabajo académico en EE, en mi experiencia. El valor de esta definición es que cualquier señal puede descomponerse en componentes de CA y CC como

$v_{dc}(t) = {\rm constant}$

Con estas definiciones, en muchos circuitos podemos encontrar formas de comprender el comportamiento del circuito analizando los efectos de los componentes de CC y CA de la señal por separado. Por ejemplo, si la amplitud del componente de CA es pequeña, podría ser posible analizar su comportamiento en un modelo linealizado de un circuito, incluso si el circuito es no lineal.

Como habrás notado, "AC" es un término con múltiples definiciones.

• ¡CA significa corriente alterna! ¡Período! ¡No escuches a los demás!

:)

• AC significa solo ondas sinusoidales: voltaje de CA y corriente de CA. (Bueno, el coseno también es aceptable).

• AC significa "dinámico" o "cambiante". Si no está cambiando, entonces es estático y DC.

En ese caso, un pico de voltaje estrecho no es CA, porque no es corriente, pero también es puramente CA, ya que está cambiando rápidamente. Pero realmente no es AC, ya que tiene una sola polaridad; no cruza cero ni cambia de un lado a otro. ¡Pero tampoco es AC porque no es sinusoide!

Evite argumentos estúpidos, y siempre tenga cuidado de perseguir el "significado verdadero único" de las palabras. Eso se llama una "Batalla Swiftian".

Esto fue bien parodiado en los Viajes de Gulliver, donde los Liliputienses tuvieron una guerra entre los Big-endians y los Little-endians. Parece que Johnathan Swift podría ver el futuro y la llegada de Internet. La estúpida guerra Liliputiense implicaba: enormes y abundantes tesoros ... de pequeñas personas pequeñas ... en las gargantas de los demás ... peleando por la forma de la Verdadera Manera de romper un huevo.

La corriente es el movimiento de carga. Los portadores de carga en un material conductor como un cable de cobre son electrones.

Si hay una fuerza sobre un electrón, se moverá. Cuando se trata de electricidad, nos preocupa la fuerza electromagnética .

Para corriente alterna, los electrones en promedio van y vienen, van y vienen, etc. pero su posición promedio no cambia.

Para corriente continua, los electrones en promedio van en una dirección.

Ver también: Wikipedia: Velocidad de deriva .