¿Qué son las Fuentes de Alimentación de CA?
Las fuentes de alimentación de corriente alterna (CA) suministran corriente que cambia de dirección y magnitud a una frecuencia determinada.
En los hogares, toda la electricidad proviene de las compañías eléctricas en forma de corriente alterna. Los electrodomésticos como aires acondicionados, refrigeradores e iluminación funcionan con fuentes de alimentación de CA conectadas a los enchufes.
En aplicaciones industriales, los dispositivos que convierten corriente continua en corriente alterna a veces se llaman fuentes de alimentación de CA y se utilizan ampliamente.
Usos de las Fuentes de Alimentación de CA
Las fuentes de alimentación de CA se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, desde electrodomésticos hasta equipos industriales.
Muchos electrodomésticos, como secadores de pelo, aires acondicionados y microondas, funcionan con fuentes de alimentación de CA. En entornos industriales, se utilizan especialmente para alimentar unidades de refrigeración comercial, ventiladores de escape, bombas de agua industriales, entre otros.
En el ámbito informático, los sistemas de alimentación ininterrumpida (SAI) se utilizan para proteger servidores de datos críticos y almacenamiento. Un SAI suministra corriente alterna mientras carga la batería con corriente comercial en condiciones normales, y proporciona energía desde la batería cuando la corriente comercial se interrumpe. A veces, el término “fuentes de alimentación de CA” se utiliza para referirse a estos sistemas de alimentación ininterrumpida.
Los servidores de datos y otros equipos de precisión son sensibles y requieren una alimentación de CA estable. Los SAIs también se utilizan para suministrar corriente alterna sin interrupciones a estos dispositivos críticos.
Además, existen simuladores que permiten verificar si los equipos eléctricos pueden soportar perturbaciones creadas intencionalmente en las fuentes de alimentación de CA, evitando daños.
Principios de las Fuentes de Alimentación de CA
Las fuentes de alimentación de CA comerciales se suministran principalmente mediante generadores síncronos. Los generadores síncronos utilizan la inducción electromagnética para suministrar energía.
La inducción electromagnética se basa en el principio de que se genera tensión cuando un imán se acerca o se aleja de un cable de cobre enrollado. Los generadores síncronos generan energía mediante una tensión generada al girar los devanados a gran velocidad mientras se genera un fuerte campo magnético en su interior.
Las fuentes de alimentación de CA (estabilizadas) en la industria informática pueden dividirse en dos categorías principales: sistemas estabilizadores de CA (AVR) y sistemas convertidores de frecuencia (CV y CF).
1. Sistemas Estabilizadores de CA
Los sistemas estabilizadores de CA tienen por objeto estabilizar la tensión y la forma de onda de salida, mientras que los sistemas convertidores de frecuencia tienen el propósito adicional de estabilizar la frecuencia.
Los sistemas estabilizadores de CA se clasifican a grandes rasgos en sistemas slidac y sistemas de conmutación de tomas. Los sistemas Slidac utilizan servomotores o dispositivos similares para conmutar continuamente las tomas del transformador con el fin de mantener una tensión alterna constante.
El método de conmutación de tomas compara la tensión de la corriente alterna de entrada con una tensión de referencia, corrige el error y emite la tensión.
2. Sistema de Convertidor de Frecuencia
Los sistemas de convertidores de frecuencia se dividen a grandes rasgos en sistemas de amplificadores lineales y sistemas de inversores. En ambos métodos, la corriente alterna se convierte una vez en corriente continua.
A continuación, la tensión y la frecuencia de salida se corrigen mediante un amplificador lineal en el método del amplificador lineal y un inversor CC/CA en el método del inversor, y se emiten como fuentes de alimentación de CA.
Ventajas de las Fuentes de Alimentación de CA
Las fuentes de alimentación de CA tienen dos ventajas principales:
1. Fácil Transformación
Las fuentes de alimentación de CA pueden transformarse fácilmente según la relación de bobinado del transformador. La transmisión de potencia a larga distancia puede realizarse a tensiones altas para reducir las pérdidas, y la potencia puede extraerse fácilmente colocando un transformador en el lugar de la demanda.
Es posible convertir la tensión mediante una fuente de alimentación de CC, pero el coste del propio convertidor y el tiempo necesario durante la conversión son elevados. La principal ventaja de las fuentes de alimentación de CA es que este método de ajuste de la tensión puede reducir los costes de los equipos de transmisión y distribución de energía.
2. Fácil Avería del Circuito
La alternancia de tensión positiva y negativa es una característica de las fuentes de alimentación de CA. Si, en caso de accidente o catástrofe, es necesario detener temporalmente la corriente, se puede aprovechar el momento de corriente cero para interrumpir el circuito, limitando así los daños en el sistema eléctrico y en el propio disyuntor.
Más Información sobre Fuentes de Alimentación de CA
Creación de las Fuentes de Alimentación de CA
El creador de las fuentes de alimentación de CA fue Nikola Tesla. Tesla nació en lo que hoy es la República de Croacia y desde pequeño se le dieron bien las matemáticas.
Cuando estudiaba en la Universidad Técnica de Graz, Tesla vio el “generador de gramo” (un dispositivo para generar corriente continua que funciona a la vez como generador y motor), lo que le inspiró a pensar en mejorar la forma de generar energía. Cinco años más tarde, consiguió inventar el primer generador de corriente alterna del mundo, el motor bifásico de corriente alterna.
Tesla desarrolló entonces sus ideas sobre la corriente alterna y pasó a trabajar para Thomas Edison, famoso por la corriente continua. Sin embargo, Edison, el inventor de la corriente continua, se mostró negativo ante la invención de Tesla de la corriente alterna.
Ambos hombres apelaron a la utilidad y seguridad de la corriente que inventaron, y más tarde se formó la composición “Edison por la corriente continua vs. Tesla por la corriente alterna”. Tras este enfrentamiento, la corriente alterna de Tesla fue reconocida por el público, y hoy en día la corriente alterna es indispensable.