Alterna
25 Mar, 2013
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PDFLámpada de neon
PRESENTACIÓN: Denomínase corrente alterna a aquela na que a magnitude e o sentido varían ciclicamente. A forma de oscilación da corrente alterna máis comunmente utilizada é a dunha oscilación sinusoidal, posto que se consegue unha transmisión máis eficiente da enerxía.
- Alternating-current demonstration using Christmas tree lights, John Carlson, Phys. Teach. 50, 315 (2012)
INTRODUCIÓN: Nos primeiros tempos da electricidade, a enerxía eléctrica consumíase nas proximidades do xerador que a producía e por iso empregábase corrente continua. Pero ao resultar necesario transportar enerxía eléctrica a distancia as perdas enerxéticas obrigaron a recorrer á corrente alterna, que permitía, mediante transformadores, transportar a electricidade a elevado potencial e reducilo logo para o consumo ao potencial desexado.
En 1882 o físico, matemático e inventor Nikola Tesla deseñou e construíu o primeiro motor de indución de CA. O sistema usado hoxe en día foi ideado fundamentalmente por Nikola Tesla pero a distribución da corrente alterna foi comercializada por George Westinghouse. Durante a década de 1880 houbo un acalorado debate entre Edison e Westinghouse achega do mellor método de distribución de enerxía eléctrica. Edison estaba a favor da corrente continua (CC), que non varía co tempo; Westinghouse, da corrente alterna (CA).
OBXECTIVO: Comprobar o pestanexo dunha lámpada de neon conectada á corrente alterna e os factores que inflúen nel.
MATERIAIS: lámpada de neón, resistencia, cable eléctrico, enchufe, soldador de estaño, estaño.
MONTAXE: Os cables da lámpada de neon e a resistencia deben ser soldados aos arames do cable de liña e coidadosamente envolvidos con cinta ou dentro dun envoltorio para evitar un curto circuíto. Logo soamente hai que conectalo a unha fonte de alimentación de CA (un enchufe).
EXPLICACIÓN: Unha lámpada de neon pestanexa aproximadamente 16 veces por segundo (dependerá da frecuencia da corrente alterna aplicada, en España por exemplo, 50Hz), o cal fai que estas imaxes sexan imperceptibles para o ollo humano. Ao virar a lámpada circularmente o que facemos é provocar o efecto estroboscópico, que neste caso permítenos observar devandito pestanexo. Así, e despois de realizar o experimento, observamos que por exemplo, a unha velocidade angular de 31,84 rad/s obsérvanse aproximadamente 20 intervalos luminosos.
CONCEPTOS: corrente alterna, resistores, inductores, capacitores, resonancia, velocidade angular, resistencia, intensidade, voltaxe, potencia, frecuencia, período.
MÁIS INFORMACIÓN:
TEXTOS:
- R. Serway, Física, Mac Graw Hill, 2010.
- P. Tipler, Física para la Ciencia y la tecnología, Reverté, 2012.
- R. Ehrlich, Turning the World Inside Out and 174 Other Simple Physics Demonstrations, Princeton University Press, 1997.
ALUMNADO 2011-2012: Airas Toba, Cristina Varela, Bran Touriño
ENLACE pdf ALUMNADO (en castelán):
7 responses to "Alterna"
A raiz de la corriente alterna, un libro del inventor de la energía alterna: “Yo y la energía”
Una alternativa muy sencilla para observar el parpadeo de una lámpara de neón alimentada con corriente alterna sin recurrir al efecto estroboscópico podría ser grabar un pequeño vídeo (unos pocos segundos bastarían) enfocando de cerca a dicha lámpara encendida, y posteriormente reproducirlo a cámara lenta con un programa de edición de vídeo. Si en la grabación aparece también un segundero, se pueden contar las veces por segundo que parpadea la lámpara.
Experimento sencillo y que es válido para las clases de física y de tecnología. El poder aplicar los alumnos por si mismos conocimientos de unas asignaturas a la práctica es uno de los objetivos más importantes que persigue la educación. Y una vez más vemos como con materiales comunes y corrientes, los alumnos aprenden conceptos eléctricos a través de la manipulación.
Como se comenta en la explicación, el parpadeo puede generar un efecto estroboscópico. Este efecto estroboscópico es un efecto visual que se produce al iluminar mediante destellos, un objeto que se mueve de forma rápida y periódica. Este vídeo de El Hormiguero
permite entender de manera muy visual este efecto y puede ser un material didáctico ideal para el aula.
Desconocía lo que era el efecto estroboscópico hasta leer este proyecto. Indagando un poco he visto que ser puede dar cuando usamos lámparas fluorescentes, que se encienden y apagan de manera casi instantánea al mismo ritmo de la frecuencia de la corriente de la línea, o en las aspas de un ventilador, que al girar a velocidades próximas a la frecuencia de la línea, crean un efecto óptico que nos parece verlas como si giraran lentamente. Me parece interesante como resumen el efecto estroboscópico en este artículo.
En España la frecuencia es de 50 Hz, lo que implica que en los terminales de cualquier aparato encendido, los polos positivos y negativos se invierten sucesivamente 50 veces en un segundo. Ciertos aparatos necesitan un adaptador para conectarse a la red eléctrica. El adaptador cambia la corriente alterna a continua y disminuye la tensión. A partir de ahora podremos recordar que hay mucha ciencia detrás de un gesto tan sencillo como poner a cargar el móvil. En el enlace se puede buscar más información.
Para deixar un pouco de historia relacionada co tema, hai unha “lenda” que conta que Edison (favorable á CC) favoreceu a electrocución dun elefante femia empregando corrente alterna para demostrar o perigo implícito do uso de dita tecnoloxía. Tempo despois, os historiadores mostraron que, en realidade, a historia era outra. Neste artigo, do xornal ABC, descríbese un resumo da historia.