La corriente continua, habitualmente abreviada como CC, se refiere a la progresión de la carga eléctrica en una dirección constante. A diferencia de la corriente alterna (CA), en la que la carga eléctrica toma ocasionalmente un camino diferente, la CC mantiene un flujo fiable en una dirección. La CC es producida habitualmente por baterías, celdas de combustible y determinados tipos de generadores.
Un tipo de corriente eléctrica conocida como corriente continua (CC) es aquella que fluye siempre en una dirección. La carga eléctrica fluye en una sola dirección desde el terminal positivo de la fuente de alimentación hasta el terminal negativo de la fuente de alimentación en un circuito de CC. Baterías, dispositivos electrónicos y determinados sistemas de transmisión de energía.
¿Qué es la Corriente Continua?
CC significa Corriente Continua, aunque también se le denomina «Corriente Directa». La CC se caracteriza por ser un flujo unidireccional de carga eléctrica. En la CC, los electrones se mueven de una zona de carga negativa a una zona de carga positiva sin dirigirse por un camino diferente.
Esto no es normal en los circuitos de corriente alterna (CA), en los que la corriente puede fluir en ambas direcciones. La corriente continua puede fluir a través de un material conductor, como el alambre, y a través de los semiconductores. Un diodo es un tipo de semiconductor que permite el flujo de corriente en una sola dirección, también se utiliza en rectificadores en general. Existe un proceso de soldadura que utiliza corriente continua para generar un arco eléctrico, este proceso de soldadura se denomina Soldadura por Corriente Continua.
Fuentes de corriente continua
La batería es un buen ejemplo de fuente de corriente continua. En una batería, la energía eléctrica se crea a partir de la energía compuesta almacenada en la batería. En el momento en que una batería se asocia a un circuito, éste da una progresión constante de carga desde el terminal negativo al terminal positivo de la batería.
Los generadores de corriente continua, los paneles solares, los termopares, los convertidores de corriente continua también son fuentes de corriente continua.
Invención de la corriente continua
La corriente continua fue presentada por primera vez por el físico italiano Alessandro Volta con su batería. Por aquel entonces no se presentaba la dirección de la corriente. El físico francés Ampere ofrece la perspectiva de que la corriente viaja en una sola dirección de positivo a negativo. A finales del siglo XIX, tres creadores, Nikola Tesla, George Westinghouse y Thomas Edison luchan por elegir el sistema de alimentación.
La oposición comenzó entre Edison y Tesla, ya que Tesla mantiene el sistema de corriente alterna (CA) y puede enviar energía CA a una distancia considerable. Después de este conflicto, Westinghouse hizo que el principal generador hidroeléctrico se instalara en las cataratas del Niágara. También es el campeón del conflicto en curso. A partir de ahora, el sistema de CA predominará sobre el sistema de CC.
Pero hoy en día, debido a la mayor cantidad de equipos electrónicos de potencia, la corriente continua se utiliza para accionar dispositivos electrónicos de potencia de baja tensión.
Símbolo de la Corriente Continua
La corriente continua es una corriente constante. Por lo tanto, el símbolo de la corriente directa es una línea recta. El símbolo de la CC y de la CA es el que se muestra en la siguiente figura.
¿Cómo Funciona la Corriente Continua?
La corriente continua es bastante sencilla. La corriente continua fluye estrictamente en una dirección. Eso significa que los electrones son empujados desde el generador de energía y siguen avanzando por el cable hasta que llegan a tu dispositivo, hacen su trabajo y luego continúan por la toma de corriente para completar su circuito.
La corriente continua se genera normalmente haciendo girar una bobina de alambre dentro de un imán. Hay una pérdida de eficiencia debido a las chispas y al calor causado por la fricción de ciertas partes móviles. La intensidad de la corriente continua generada depende de la velocidad de giro del motor y se mantiene constante. Los aparatos tienen que funcionar a la misma corriente para evitar que se sobrecarguen o se queden sin potencia. Cuando la corriente continua formaba parte de la red, esto daba lugar a múltiples proveedores eléctricos superpuestos que generaban cada uno determinados voltajes, compatibles sólo con los electrodomésticos de la categoría adecuada. Era un desastre.
Propiedades de la corriente continua
- Flujo de electrones – Los electrones, que son partículas cargadas negativamente, se desplazan del terminal negativo (cátodo) al positivo (ánodo) a través de un circuito externo.
- Utilización de la carga – La progresión de los electrones a través del circuito puede alimentar diferentes aparatos eléctricos, como luces, motores y dispositivos electrónicos.
Principio de la corriente continua
La regla fundamental para la generación de flujo continuo incluye la base de un potencial de voltaje que inicia un flujo persistente de carga eléctrica. Esto se puede lograr a través de componentes como las respuestas sintéticas en las baterías o el movimiento de mociones en un campo magnético en los generadores.
En un circuito de corriente continua, la carga eléctrica fluye constantemente en una dirección. Este flujo constante está administrado por la Ley de Ohm (V=IR), donde la tensión (V), la corriente (I) y la resistencia (R) están interconectadas. La corriente continua se utiliza en diversas aplicaciones, como la electrónica, los sistemas de automoción y la energía sostenible. Es la base de los motores eléctricos, donde el flujo continuo de corriente genera movimiento mecánico. La unidad de corriente eléctrica es el Amperio (A).
Tipos de circuitos de corriente continua
- Circuito de CC en paralelo
- Circuito de CC en serie
- Circuito de CC mixto
Circuito de corriente continua en paralelo
En un circuito de CC en paralelo, los componentes se organizan en vías diferentes. La corriente total es la suma de las corrientes a través de cada terminal, y cada componente tiene la misma tensión a través de sus terminales.
Circuito de corriente continua en serie
Los componentes de un circuito de CC en serie se organizan secuencialmente para crear un único camino para el flujo de corriente. Cada componente experimenta la misma corriente que la resistencia total, que es la suma de sus resistencias individuales.
Circuito de corriente continua mixto
Estos circuitos combinados en serie y en paralelo pueden resolverse aplicando correctamente la ley de Ohm y las reglas de los circuitos en serie y en paralelo a las distintas partes del circuito complejo.
Cómo Medir la Corriente Continua
La corriente continua se puede medir con un multímetro. El multímetro se conecta en serie con la carga.
La sonda negra (COM) de un multímetro se conecta con el terminal negativo de la batería. La sonda positiva (sonda roja) se conecta con la carga. El terminal positivo de la batería se conecta con la carga. El diagrama de conexión es el que se muestra en la siguiente figura.
Ajuste el tipo de CC en un multímetro. La lectura muestra el valor de la corriente continua que fluye por la carga. El medidor de pinza también se utiliza para medir la corriente continua que fluye a través de un conductor.
Generación de CC
La CC puede generarse mediante diferentes estrategias, entre ellas:
- Las baterías – Las reacciones químicas en las baterías producen un flujo constante de electrones en una sola dirección, generando corriente continua.
- Células solares – Las células fotovoltaicas convierten directamente la luz del día en corriente continua. Los cargadores basados en la luz solar suelen producir corriente continua, que puede conmutarse completamente a corriente alterna para su uso en hogares u organizaciones.
- Fuentes de alimentación de CC – Aparatos como los rectificadores pueden convertir la corriente alterna (CA) en corriente coordinada. Suelen utilizarse en aparatos electrónicos que requieren un suministro constante de CC.
Diferencia entre Corriente Continua y Alterna
La energía eléctrica está disponible en forma de corriente alterna (CA) o corriente continua (CC). En la corriente alterna, la corriente invierte su dirección entre 50 y 60 veces en un segundo, dependiendo de la frecuencia.
Las principales diferencias entre la CA y la CC se han resumido en la siguiente tabla:
| Corriente Continua (CC) | Corriente Alterna (CA) | |
| La dirección del flujo de corriente | Cuando una corriente continua fluye a través del circuito, no cambiará la dirección. | Cuando una corriente alterna circula por un circuito, invierte su sentido. |
| Frecuencia | La frecuencia de la corriente continua es siempre cero. Porque nunca cambia su dirección. | La frecuencia de la corriente alterna decide cuántas veces invierte su dirección. Si la frecuencia es de 50 Hz, significa que la corriente cambia de dirección 50 veces. |
| Movimiento de Electrones | Los electrones se mueven sólo en dirección directa | Los electrones siguen cambiando su dirección de adelante a atrás |
| Magnitud de la Corriente | La magnitud es constante en cada instante de tiempo para la CC pura. Pero es variable para la CC pulsante. | La magnitud de la corriente instantánea varía con el tiempo. |
| Factor de Potencia | Siempre es 1. | Oscila entre 0 y 1. |
| Parámetro pasivo | Sólo resistencia. | Impedancia (combinación de reactancia y resistencia). |
| Tipos | CC pura y CC pulsante | Sinusoidal, Trapezoidal, Cuadrado, Triangular |
| Transmisión de energía eléctrica | En un sistema de energía, la tecnología más emergente para los sistemas de transmisión es el sistema de transmisión HVDC. Las pérdidas son muy reducidas en el sistema de transmisión HVDC. | En un sistema eléctrico, el método convencional para transmitir energía es el sistema de transmisión HVAC. Las pérdidas son menores pero mayores que las del sistema de transmisión HVDC. |
| Conversión | Se puede convertir de suministro de CA con la ayuda de un rectificador. | Puede convertir a partir de la alimentación de CC con la ayuda del Inverter. |
| Tipo de carga | Sólo puede conectarse con el tipo de carga resistiva. | Puede conectarse con el tipo de carga resistiva, inductiva y capacitiva. |
| Fuente | Generador de CC y batería | Generador de CA |
| Peligroso | Pero es más peligroso que la CA para la misma potencia. | Es peligroso. |
| Aplicación | Teléfonos móviles, vehículo eléctrico, galvanoplastia, linterna, etc. | La mayoría de los equipos domésticos, industriales y comerciales funcionan con corriente continua. |
Usos de la Corriente Continua
La CC puede obtenerse fácilmente de la batería y los paneles solares. La mayoría de los circuitos de electrónica de potencia requieren una alimentación de CC. A continuación se enumeran las aplicaciones de la corriente continua en diversos campos.
- La alimentación de CC se utiliza en muchas aplicaciones de baja tensión, como la carga de baterías de móviles. En un edificio doméstico y comercial, la CC se utiliza para la iluminación de emergencia, la cámara de seguridad y la televisión, etc.
- En un vehículo, la batería se utiliza para arrancar el motor, las luces y el sistema de encendido. El vehículo eléctrico funciona con la batería (corriente continua).
- En la comunicación, se utiliza una alimentación de CC de 48V. Por lo general, se utiliza un solo cable para la comunicación y se usa una tierra para la vía de retorno. La mayoría de los dispositivos de red de comunicación funcionan con la corriente continua.
- La transmisión de energía de alta tensión es posible con la línea de transmisión HVDC. El sistema de transmisión HVDC tiene muchas ventajas sobre el sistema de transmisión HVAC convencional. Un sistema HVDC es más eficiente que un sistema HVAC, ya que no experimenta pérdidas de energía debido al efecto corona o efecto piel.
- En una planta de energía solar, la energía se genera en forma de corriente continua.
- La energía de CA no se puede almacenar como la de CC. Por lo tanto, para almacenar la energía eléctrica, siempre se utiliza la corriente continua.
- En un sistema de tracción, los motores de las locomotoras funcionan con corriente continua. También en las locomotoras diesel, el ventilador, las luces, la corriente alterna y los enchufes funcionan con corriente continua.
Desventajas de la corriente continua
- Dificultades de transmisión: La transmisión de corriente continua a grandes distancias presenta dificultades debido a la necesidad de costosas estaciones de conversión y a la dificultad innata de cambiar los niveles de tensión de corriente continua.
- Requisitos previos de conversión: En muchos casos, la CC debe cambiarse completamente a CA para la transmisión a grandes distancias y después volver a cambiarse completamente a CC para aplicaciones explícitas. Cada paso de cambio provoca algunas pérdidas de energía.
- Regulación de tensión compleja: Lograr una regulación de voltaje exacta en sistemas de CC puede ser compleja y requerir componentes adicionales, como controladores de tensión.
- Problemas de electrólisis: En determinadas condiciones, los sistemas de corriente continua pueden provocar electrólisis, causando erosión. Esto es especialmente importante en aplicaciones marinas.
- Fuentes de generación limitadas: Mientras que algunas fuentes habituales, como las baterías y las células basadas en la luz solar, producen intrínsecamente CC, muchas técnicas de generación de energía, por ejemplo, las de las centrales eléctricas habituales, producen normalmente CA. Esto requiere pasos de transformación adicionales.
Aplicaciones de la corriente continua
- Electrónica: Una gran variedad de equipos electrónicos, como cámaras digitales, teléfonos móviles y ordenadores, funcionan con corriente continua.
- Sistemas de automoción: La corriente continua es necesaria para numerosas aplicaciones de automoción, como el funcionamiento de vehículos eléctricos y sistemas de iluminación.
- Telecomunicaciones: El funcionamiento continuo de los equipos de comunicación en las redes de telecomunicaciones depende de una alimentación de CC constante.
- Energía renovable: Las células fotovoltaicas de los paneles solares producen corriente continua, que ayuda a captar la energía solar.
- Dispositivos alimentados por baterías: Las pilas suministran corriente continua a un gran número de aparatos electrónicos portátiles, como linternas y aparatos de mano.
- Centros de datos: Debido a su eficaz distribución y utilización de la energía, las microrredes de CC son cada vez más comunes en los centros de datos.
- Dispositivos médicos: Muchos dispositivos médicos funcionan con corriente continua, como los marcapasos y algunos equipos de diagnóstico.
Conclusión
La corriente continua (CC) sigue siendo un componente central y flexible en el ámbito del diseño eléctrico, ya que ofrece una progresión constante y unidireccional de la carga eléctrica. Los variados usos de la corriente continua, que abarcan hardware, estructuras de automóviles, energía respetuosa con el medio ambiente, etc., ponen de manifiesto su versatilidad y su calidad inquebrantable. Desde la alimentación de los aparatos electrónicos habituales hasta la aportación de energía económica, la corriente continua desempeña un papel fundamental en la configuración de la vanguardia de la generación, transmisión y utilización de la energía.
A medida que se desarrolla la tecnología, la CC sigue siendo un actor esencial en la búsqueda continua de sistemas eléctricos eficaces, manejables y fiables. Sus ventajas innatas, combinadas con un examen y desarrollo continuos, garantizan que la CC seguirá estando a la cabeza de los avances en este campo, influyendo en la forma en que producimos, transportamos y consumimos la energía eléctrica de ahora en adelante.