Período y frecuencia de la corriente alterna.

Este término «corriente eléctrica alterna» debe entenderse como una corriente que cambia con el tiempo de cualquier forma, de acuerdo con el concepto de «cantidad variable» introducido en las matemáticas. En ingeniería eléctrica, sin embargo, el término «corriente eléctrica alterna» pasó a significar una corriente eléctrica imputada en una dirección (en oposición a corriente electrica de direccion constante) y por lo tanto en magnitud, ya que es físicamente imposible imaginar cambios en la dirección de la corriente eléctrica sin los correspondientes cambios en magnitud.

El movimiento de electrones en un conductor, primero en una dirección y luego en la otra, se denomina oscilación de corriente alterna. A la primera oscilación le sigue la segunda, luego la tercera, etc. Cuando la corriente en el cable oscila a su alrededor, se produce la correspondiente oscilación del campo magnético.

El tiempo de una oscilación se llama período y se denota con la letra T. El período se expresa en segundos o en unidades de fracciones de segundo.Estos son: una milésima de segundo es un milisegundo (ms) igual a 10-3 s, una millonésima de segundo es un microsegundo (μs) igual a 10-6 s, y una milmillonésima de segundo es un nanosegundo (ns ) igual a 10 -9 s.

Característica cantidad importante corriente alterna, es la frecuencia. Representa el número de oscilaciones o el número de períodos por segundo y se denota con la letra f o F. La unidad de frecuencia es el hercio, llamado así por el científico alemán G. Hertz y abreviado con las letras Hz (o Hz). Si ocurre una oscilación completa en un segundo, entonces la frecuencia es igual a un hercio. Cuando se producen diez vibraciones en un segundo, la frecuencia es de 10 Hz. La frecuencia y el período son recíprocos:

y

A una frecuencia de 10 Hz, el período es de 0,1 s. Y si el periodo es de 0,01 s, entonces la frecuencia es de 100 Hz.

La frecuencia es la característica más importante de la corriente alterna Las máquinas eléctricas y los dispositivos de corriente alterna solo pueden funcionar normalmente a la frecuencia para la que están diseñados. El funcionamiento en paralelo de generadores y estaciones eléctricas en una red común solo es posible a la misma frecuencia. Por lo tanto, en todos los países la frecuencia de la corriente alterna producida por las centrales eléctricas está estandarizada por ley.

En una red eléctrica de CA, la frecuencia es de 50 Hz. La corriente fluye cincuenta veces por segundo en una dirección y cincuenta veces en la dirección opuesta. Alcanza su valor de amplitud cien veces por segundo y se vuelve igual a cero cien veces, es decir, cambia su dirección cien veces cuando cruza el valor cero. Las lámparas conectadas a la red se apagan cien veces por segundo y se iluminan con mayor intensidad el mismo número de veces, pero el ojo no lo nota debido a la inercia visual, es decir, la capacidad de retener las impresiones recibidas durante aproximadamente 0,1 s.

Al calcular con corrientes alternas, también utilizan la frecuencia angular, que es igual a 2pif o 6,28f. No debe expresarse en hercios, sino en radianes por segundo.

Con la frecuencia aceptada de corriente industrial de 50 Hz, la velocidad máxima posible del generador es de 50 r/s (p = 1). Los generadores de turbina se construyen para este número de revoluciones, es decir, generadores accionados por turbinas de vapor. El número de revoluciones de las turbinas hidráulicas y de los generadores de hidrógeno impulsados ​​por ellas depende de las condiciones naturales (principalmente de la presión) y fluctúa dentro de amplios límites, a veces disminuyendo hasta 0,35 — 0,50 revoluciones/seg.

El número de revoluciones tiene una gran influencia en los indicadores económicos de la máquina - dimensiones y peso Los hidrogeneradores con pocas revoluciones por segundo tienen un diámetro externo de 3 a 5 veces mayor y pesan muchas veces más que los generadores de turbina con la misma potencia con n = 50 revoluciones. En los alternadores modernos, su sistema magnético gira y los cables en los que se induce EMF se colocan en la parte estacionaria de la máquina.

Las corrientes alternas generalmente se dividen por frecuencia. Las corrientes con una frecuencia inferior a 10.000 Hz se denominan corrientes de baja frecuencia (corrientes LF). Para estas corrientes, la frecuencia corresponde a la frecuencia de los diversos sonidos de la voz humana o de los instrumentos musicales, por lo que se denominan corrientes de audiofrecuencia (excepto las corrientes con una frecuencia inferior a 20 Hz, que no corresponden a audiofrecuencias) . En ingeniería de radio, las corrientes de baja frecuencia se utilizan ampliamente, especialmente en la transmisión radiotelefónica.

Sin embargo, el papel principal en la comunicación por radio lo desempeñan las corrientes alternas con una frecuencia superior a 10.000 Hz, llamadas corrientes de alta frecuencia o radiofrecuencias (corrientes HF).Para medir la frecuencia de estas corrientes se utilizan las siguientes unidades: kilohercio (kHz), igual a mil hercios, megahercio (MHz), igual a un millón de hercios, y gigahercio (GHz), igual a mil millones de hercios. De lo contrario, kilohertz, megahertz y gigahertz representan kHz, MHz, GHz. Las corrientes con una frecuencia de cientos de megahercios y más se denominan corrientes de frecuencia ultra alta o ultra alta (UHF y UHF).

Las estaciones de radio funcionan con corrientes alternas de HF con una frecuencia de cientos de kilohercios y más. En la tecnología de radio moderna, las corrientes con una frecuencia de miles de millones de hercios se utilizan para fines especiales, y existen dispositivos que pueden medir con precisión estas frecuencias ultra altas.