Aprenda las matemáticas detrás de la conversión de energía de CA a CC y cómo alimentar dispositivos de CC desde una fuente de CA.
Conversión de CA a CC
La conversión física de energía de corriente alterna (CA) a energía de corriente continua (CC) implica varios pasos y se requiere un dispositivo llamado rectificador. Afortunadamente, calcular la conversión matemática es bastante sencillo.
En general, expresamos el voltaje de CC como voltaje RMS de CA. RMS significa raíz cuadrada media y se refiere a la raíz cuadrada del promedio (media aritmética) de los cuadrados de todos los valores del conjunto. En el caso de formas de onda de CA sinusoidales típicas, la RMS durante todo el período de tiempo es igual a la RMS de un período de la onda. Esto es posible porque suponemos que la onda es idéntica en cada período.
El valor de RMS de una forma de onda de CA estándar es igual a la tensión pico dividida por la raíz cuadrada de dos, tal como se muestra en esta fórmula de RMS a CC:
Ecuación RMS para la conversión de CA a CC:
Si conocemos la tensión pico de una CA, podemos calcular rápidamente la tensión de CC necesaria. Divida la tensión pico por la raíz cuadrada de dos para obtener la tensión de RMS, que es equivalente a la tensión de CC requerida. Es importante tener en cuenta que esto determina la tensión de CC equivalente teórica basado en la tensión de CA pico, no la tensión de CC exacta que resultará de cualquier conversión en la vida real. Desafortunadamente, sólo las conversiones hipotéticas mantienen una eficiencia del 100 por ciento.
Poniendo la teoría en práctica
Podemos utilizar la ecuación de RMS anterior para determinar y permitir la conversión de CA para alimentar dispositivos de CC. Solo para dar un ejemplo teórico, una bombilla incandescente brillará con la misma intensidad con 141 V de CA (tensión pico) y 100 V de CC, ya que expresamos la RMS de 141 V de la siguiente manera:
Esta ecuación también nos permite trabajar hacia atrás desde el dispositivo, conociendo su requerimiento de potencia de CC, para calcular la entrada de CA necesaria. Con esta información, podemos convertir el suministro de CA de la red eléctrica al voltaje adecuado para alimentar el dispositivo. Recuerde, por supuesto, que en una aplicación de la vida real, deberá tener en cuenta las pérdidas debidas a la ineficiencia en la conversión. Esta ecuación puede proporcionar un buen punto de partida para aplicaciones prácticas.
La conversión de tensión de CA a CC es bastante simple en términos matemáticos y proporciona una base para comprender las conversiones necesarias que se deben realizar a fin de alimentar con éxito dispositivos de CC a partir de un suministro de CA estándar proveniente de la red de distribución de energía.