Alterna
25 mar, 2013
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PDFLámpara de neón
PRESENTACIÓN: Se denomina corriente alterna a aquella en la que la magnitud y el sentido varían cíclicamente. La forma de oscilación de la corriente alterna más comúnmente utilizada es la de una oscilación sinusoidal, puesto que se consigue una transmisión más eficiente de la energía.
- Alternating-current demonstration using Christmas tree lights, John Carlson, Phys. Teach. 50, 315 (2012)
INTRODUCCIÓN: En los primeros tiempos de la electricidad, la energía eléctrica se consumía en las proximidades del generador que la producía y por ello se empleaba corriente continua. Pero al resultar necesario transportar energía eléctrica a distancia las pérdidas energéticas obligaron a recurrir a la corriente alterna, que permitía, mediante transformadores, transportar la electricidad a elevado potencial y reducirlo luego para el consumo al potencial deseado.
En 1882 el físico, matemático e inventor Nikola Tesla diseñó y construyó el primer motor de inducción de CA. El sistema usado hoy en día fue ideado fundamentalmente por Nikola Tesla pero la distribución de la corriente alterna fue comercializada por George Westinghouse. Durante la década de 1880 hubo un acalorado debate entre Edison y Westinghouse acerca del mejor método de distribución de energía eléctrica. Edison estaba a favor de la corriente continua (CC), que no varía con el tiempo; Westinghouse, de la corriente alterna (CA).
OBJETIVO: Comprobar el parpadeo de una lámpara de neón conectada a la corriente alterna y los factores que influyen en él.
MATERIALES: lámpara de neón, resistencia, cable eléctrico, enchufe, soldador de estaño, estaño.
MONTAJE: Los cables de la lámpara de neón y la resistencia deben ser soldados a los alambres del cable de línea y cuidadosamente envueltos con cinta o dentro de un envoltorio para evitar un corto circuito. Luego solamente hay que conectarlo a una fuente de alimentación de CA (un enchufe).
EXPLICACIÓN: Una lámpara de neón parpadea aproximadamente 16 veces por segundo (dependerá de la frecuencia de la corriente alterna aplicada, en España por ejemplo, 50Hz), lo cual hace que estas imágenes sean imperceptibles para el ojo humano. Al girar la lámpara circularmente lo que hacemos es provocar el efecto estroboscópico, que en este caso nos permite observar dicho parpadeo. Así, y después de haber realizado el experimento, observamos que por ejemplo, a una velocidad angular de 31,84 rad/s se observan aproximadamente 20 intervalos luminosos.
CONCEPTOS: corriente alterna, resistores, Inductores, capacitores, resonancia, velocidad angular, resistencia, intensidad, voltaje, potencia, frecuencia, período.
MÁS INFORMACIÓN:
- CORRIENTE ALTERNA
- WIKIPEDIA
- YOUTUBE 1
- YOUTUBE 2
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- YOUTUBE 5
- YOUTUBE 6
- YOUTUBE 7
- ASIFUNCIONA
- PHYSLET (Circuitos RLC)
- PhET
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:
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.