Se denomina corriente alterna (abreviada CA en español y AC en inglés, de alternating current) a la corriente eléctrica 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 (figura 1), puesto que se consigue una transmisión más eficiente de la energía. Sin embargo, en ciertas aplicaciones se utilizan otras formas de oscilación periódicas, tales como la triangular o la cuadrada.
Utilizada genéricamente, la CA se refiere a la forma en la cual la electricidad llega a los hogares y a las empresas. Sin embargo, las señales de audio y de radio transmitidas por los cables eléctricos, son también ejemplos de corriente alterna. En estos usos, el fin más importante suele ser la transmisión y recuperación de la información codificada (o modulada) sobre la señal de la CA.
Oscilación sinusoidal
Artículo principal: Sinusoide
Parámetros característicos de una oscilación sinusoidal.
Una señal sinusoidal, a(t), tensión, v(t), o corriente, i(t), se puede expresar matemáticamente según sus parámetros característicos (figura 2), como una función del tiempo por medio de la siguiente ecuación:
Una señal sinusoidal, a(t), tensión, v(t), o corriente, i(t), se puede expresar matemáticamente según sus parámetros característicos (figura 2), como una función del tiempo por medio de la siguiente ecuación:
A0 es la amplitud en voltios o amperios (también llamado valor máximo o de pico),
ω la pulsación en radianes/segundo,
t el tiempo en segundos, y
β el ángulo de fase inicial en radianes.
Dado que la velocidad angular es más interesante para matemáticos que para ingenieros, la fórmula anterior se suele expresar como:
El sonido, y la función sinusoidal
Las sinusoides son fundamentales para la física en general y la acústica en particular. Cualquier cosa que resuene u oscile produce un movimiento de tipo sinusoidal. Un ejemplo de esto es la oscilación de un péndulo, conocida como movimiento armónico simple.
Otra razón de la importancia de las sinusoides es que constituyen funciones básicas de los sistemas lineales. Esto significa que cualquier sistema lineal puede ser estudiado a través de su respuesta a funciones sinusoidales. En el campo del audio, las sinusoides son importantes para el análisis de filtros tales como reverberadores, equalizadores y otros tipos de efectos.
Desde un punto de vista matemático, las sinusoides constituyen bloques fundamentales que al ser combinados de cierta forma permiten la creación o síntesis de cualquier tipo de señal, por muy compleja que sea.
Pero quizás la razón más importante es que el sistema auditivo humano funciona como un analizador de espectro. Esto es, el oído humano físicamente separa un sonido en sus componentes de frecuencia sinusoidales. Por lo tanto, el oído humano funciona en forma muy similar a un analizador de Fourier y la representación de un sonido en el dominio de la frecuencia es mucho más cercana a lo que nuestro cerebro recibe que la representación temporal.
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