La corriente continua ( CC ) es un flujo unidireccional de carga eléctrica . Una celda electroquímica es un excelente ejemplo de energía de CC. La corriente continua puede fluir a través de un conductor como un cable, pero también puede fluir a través de semiconductores , aislantes o incluso a través del vacío como en los haces de electrones o iones . La corriente eléctrica fluye en una dirección constante, lo que la distingue de la corriente alterna (CA). Un término utilizado anteriormente para este tipo de corriente era corriente galvánica . [1]
Las abreviaturas AC y DC se utilizan a menudo para significar simplemente alterna y directa , como cuando modifican la corriente o el voltaje . [2] [3]
La corriente continua se puede convertir a partir de una fuente de corriente alterna mediante el uso de un rectificador , que contiene elementos electrónicos (por lo general) o elementos electromecánicos (históricamente) que permiten que la corriente fluya solo en una dirección. La corriente continua se puede convertir en corriente alterna a través de un inversor .
La corriente continua tiene muchos usos, desde la carga de baterías hasta grandes fuentes de alimentación para sistemas electrónicos, motores y más. Se utilizan grandes cantidades de energía eléctrica proporcionadas a través de corriente continua en la fundición de aluminio y otros procesos electroquímicos . También se utiliza para algunos ferrocarriles , especialmente en áreas urbanas . La corriente continua de alto voltaje se utiliza para transmitir grandes cantidades de energía desde sitios de generación remotos o para interconectar redes eléctricas de corriente alterna.
La corriente continua fue producida en 1800 por la batería del físico italiano Alessandro Volta , su pila voltaica . [5] La naturaleza de cómo fluía la corriente aún no se entendía. El físico francés André-Marie Ampère conjeturó que la corriente viajaba en una dirección de positivo a negativo. [6] Cuando el fabricante de instrumentos francés Hippolyte Pixii construyó el primer generador eléctrico dinamo en 1832, descubrió que a medida que el imán utilizado pasaba por los bucles de cable cada media vuelta, causaba que el flujo de electricidad se invirtiera, generando una corriente alterna . [7] Por sugerencia de Ampère, Pixii agregó más tarde un conmutador , un tipo de "interruptor" donde los contactos en el eje funcionan con contactos de "escobilla" para producir corriente continua.
A finales de la década de 1870 y principios de la de 1880, se empezó a generar electricidad en centrales eléctricas . Estas se instalaron inicialmente para alimentar la iluminación de arco (un tipo popular de alumbrado público) que funcionaba con corriente continua o corriente alterna de muy alto voltaje (normalmente superior a 3000 voltios). [8] A esto le siguió el uso generalizado de la corriente continua de bajo voltaje para la iluminación eléctrica interior en empresas y hogares después de que el inventor Thomas Edison lanzara su " servicio público " eléctrico basado en bombillas incandescentes en 1882. Debido a las importantes ventajas de la corriente alterna sobre la corriente continua en el uso de transformadores para aumentar y reducir los voltajes para permitir distancias de transmisión mucho mayores, la corriente continua fue sustituida en las siguientes décadas por la corriente alterna en el suministro de energía. A mediados de la década de 1950, se desarrolló la transmisión de corriente continua de alto voltaje , y ahora es una opción en lugar de los sistemas de corriente alterna de alto voltaje de larga distancia. Para los cables submarinos de larga distancia (por ejemplo, entre países, como NorNed ), esta opción de CC es la única opción técnicamente viable. Para aplicaciones que requieren corriente continua, como los sistemas de energía de tercer riel , la corriente alterna se distribuye a una subestación, que utiliza un rectificador para convertir la energía en corriente continua.
El término CC se utiliza para referirse a sistemas de energía que utilizan solo una polaridad eléctrica de voltaje o corriente, y para referirse al valor medio local constante, de frecuencia cero o de variación lenta de un voltaje o corriente. [9] Por ejemplo, el voltaje a través de una fuente de voltaje CC es constante, al igual que la corriente a través de una fuente de corriente continua . La solución CC de un circuito eléctrico es la solución donde todos los voltajes y corrientes son constantes. Cualquier forma de onda de voltaje o corriente estacionaria se puede descomponer en una suma de un componente CC y un componente variable en el tiempo de media cero; el componente CC se define como el valor esperado o el valor promedio del voltaje o la corriente a lo largo de todo el tiempo.
Aunque CC significa "corriente continua", a menudo se hace referencia a "polaridad constante". Según esta definición, los voltajes de CC pueden variar con el tiempo, como se ve en la salida bruta de un rectificador o en la señal de voz fluctuante en una línea telefónica.
Algunas formas de CC (como la producida por un regulador de voltaje ) casi no tienen variaciones de voltaje , pero aún pueden tener variaciones en la potencia de salida y la corriente.
Un circuito de corriente continua es un circuito eléctrico que consta de cualquier combinación de fuentes de tensión constante , fuentes de corriente constante y resistencias . En este caso, las tensiones y corrientes del circuito son independientes del tiempo. Una tensión o corriente de circuito en particular no depende del valor pasado de ninguna tensión o corriente de circuito. Esto implica que el sistema de ecuaciones que representa un circuito de CC no involucra integrales o derivadas con respecto al tiempo.
Si se añade un condensador o un inductor a un circuito de CC, el circuito resultante no es, estrictamente hablando, un circuito de CC. Sin embargo, la mayoría de estos circuitos tienen una solución de CC. Esta solución proporciona al circuito voltajes y corrientes cuando el circuito está en estado estable de CC . Un circuito de este tipo se representa mediante un sistema de ecuaciones diferenciales . La solución de estas ecuaciones generalmente contiene una parte variable en el tiempo o transitoria , así como una parte constante o de estado estable. Es esta parte de estado estable la que es la solución de CC. Hay algunos circuitos que no tienen una solución de CC. Dos ejemplos simples son una fuente de corriente constante conectada a un condensador y una fuente de voltaje constante conectada a un inductor.
En electrónica, es común referirse a un circuito que está alimentado por una fuente de voltaje de CC, como una batería o la salida de una fuente de alimentación de CC, como un circuito de CC, aunque lo que se quiere decir es que el circuito está alimentado por CC.
En un circuito de CC, una fuente de energía (por ejemplo, una batería, un condensador, etc.) tiene un terminal positivo y uno negativo, y, de la misma manera, la carga también tiene un terminal positivo y uno negativo. Para completar el circuito, las cargas positivas deben fluir desde la fuente de energía hasta la carga. Las cargas luego regresarán al terminal negativo de la carga, que luego fluirá de regreso al terminal negativo de la batería, completando así el circuito. Si se desconecta el terminal positivo o negativo, el circuito no estará completo y las cargas no fluirán.
En algunas aplicaciones de circuitos de CC, la polaridad no importa, lo que significa que puedes conectar los polos positivo y negativo al revés y el circuito seguirá estando completo y la carga seguirá funcionando normalmente. Sin embargo, en la mayoría de las aplicaciones de CC, la polaridad sí importa y, si conectas el circuito al revés, la carga no funcionará correctamente.
La CC se encuentra comúnmente en muchas aplicaciones de voltaje extra bajo y algunas aplicaciones de bajo voltaje , especialmente cuando estas son alimentadas por baterías o sistemas de energía solar (ya que ambos solo pueden producir CC).
La mayoría de los circuitos o dispositivos electrónicos requieren una fuente de alimentación de CC .
Las instalaciones domésticas de corriente continua suelen tener tipos de enchufes , conectores , interruptores y accesorios distintos de los adecuados para corriente alterna. Esto se debe principalmente a que se utilizan voltajes más bajos, lo que da como resultado corrientes más altas para producir la misma cantidad de energía .
Generalmente es importante con un dispositivo de CC observar la polaridad, a menos que el dispositivo tenga un puente de diodos para corregir esto.
La mayoría de las aplicaciones automotrices utilizan CC. Una batería automotriz proporciona energía para el arranque del motor, la iluminación, el sistema de encendido, los controles de climatización y el sistema de infoentretenimiento, entre otros. El alternador es un dispositivo de CA que utiliza un rectificador para producir CC para cargar la batería. La mayoría de los vehículos de pasajeros de carretera utilizan sistemas nominalmente de 12 V. Muchos camiones pesados, equipos agrícolas o equipos de movimiento de tierras con motores diésel utilizan sistemas de 24 voltios. En algunos vehículos más antiguos, se usaban 6 V, como en el clásico Volkswagen Beetle original . En un momento se consideró un sistema eléctrico de 42 V para automóviles, pero esto encontró poco uso. Para ahorrar peso y cables, a menudo el marco de metal del vehículo se conecta a un polo de la batería y se usa como conductor de retorno en un circuito. A menudo, el polo negativo es la conexión de "tierra" del chasis, pero se puede usar tierra positiva en algunos vehículos con ruedas o marinos. En un vehículo eléctrico de batería , generalmente hay dos sistemas de CC separados. El sistema de CC de "bajo voltaje" generalmente funciona a 12 V y tiene el mismo propósito que en un vehículo con motor de combustión interna. [10] El sistema de "alto voltaje" opera a 300-400 V (dependiendo del vehículo), y proporciona energía a los motores de tracción . [11] Aumentar el voltaje de los motores de tracción reduce la corriente que fluye a través de ellos, aumentando la eficiencia.
Los equipos de comunicación de las centrales telefónicas utilizan una fuente de alimentación de CC estándar de -48 V. La polaridad negativa se consigue conectando a tierra el terminal positivo del sistema de alimentación y el banco de baterías . Esto se hace para evitar la deposición por electrólisis . Las instalaciones telefónicas tienen un sistema de baterías para garantizar que se mantenga la alimentación de las líneas de abonado durante las interrupciones del suministro eléctrico.
Otros dispositivos pueden alimentarse desde el sistema de CC de telecomunicaciones utilizando un convertidor CC-CC para proporcionar cualquier voltaje conveniente.
Muchos teléfonos se conectan a un par de cables trenzados y utilizan un conector T para separar internamente el componente de CA del voltaje entre los dos cables (la señal de audio) del componente de CC del voltaje entre los dos cables (utilizado para alimentar el teléfono).
Los sistemas de transmisión de energía eléctrica de corriente continua de alto voltaje (HVDC) utilizan CC para la transmisión masiva de energía eléctrica, a diferencia de los sistemas de corriente alterna más comunes. Para la transmisión a larga distancia, los sistemas HVDC pueden ser menos costosos y sufrir menores pérdidas eléctricas.
Las aplicaciones que utilizan pilas de combustible (mezclan hidrógeno y oxígeno junto con un catalizador para producir electricidad y agua como subproductos) también producen sólo CC.
Los sistemas eléctricos de los aviones ligeros suelen ser de 12 V o 24 V CC, similares a los de los automóviles.
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