¿Cuál es la diferencia entre la resistencia de CA y CC de un conductor?

¿Sabías que existen dos tipos de corriente eléctrica? La corriente alterna (CA) y la corriente continua (CC) son los pilares fundamentales de la electrónica que todos utilizamos a diario. Sin embargo, pocos conocen la diferencia entre la resistencia de CA y CC de un conductor. En este artículo, descubriremos qué hace que un conductor se comporte de manera diferente bajo cada tipo de corriente y cómo estas diferencias pueden impactar en nuestras vidas cotidianas. Prepárate para un viaje al fascinante mundo de la electricidad.

¿Cuál es la diferencia entre la resistencia de CA y CC?

La resistencia de CA siempre es mayor que la resistencia de CC. Entendamos cuál es el diferencia entre la resistencia AC y DC. La resistencia del conductor es inversamente proporcional al área de la sección transversal a través de la cual fluye la corriente. La resistencia de CA es mayor que la resistencia de CC porque la corriente alterna que fluye a través del conductor no se distribuye uniformemente y se concentra cerca de la superficie del conductor, por lo que el área de sección transversal efectiva disminuye y la resistencia aumenta.

Cuando la corriente CC fluye a través del conductor, se utiliza el área de sección transversal total del conductor y, por lo tanto, la resistencia CC es menor. El cálculo de la resistencia de CA y CC es importante para la selección de los conductores o cables en vista de la reducción de pérdidas en la línea.


La resistencia del conductor se expresa mediante la siguiente fórmula.

R= ρL/A

Dónde,
ρ = Resistividad del conductor (Ω⋅m)
L = longitud del conductor (m)
A = Área de la sección transversal del conductor (metro cuadrado)


La resistencia del conductor calculada utilizando la fórmula anterior se conoce como resistencia CC del conductor El resistencia de CA del mismo conductor es siempre mayor que la resistencia de CC debido al efecto piel y al efecto de proximidad. Un conductor siempre ofrece mayor resistencia al flujo de corriente alterna en comparación con la resistencia que ofrece cuando la corriente continua fluye a través del conductor. El área efectiva de la sección transversal del conductor se reduce con un aumento en la frecuencia debido al efecto piel y al efecto de proximidad.

¿Cuál es la diferencia entre la resistencia de CA y CC de un conductor?

¿Cómo aumenta la resistencia con la corriente alterna?

La tendencia de una corriente alterna a fluir cerca de la superficie del conductor se conoce como efecto pelicular. A medida que aumenta la frecuencia de la corriente, la corriente tiende a fluir en la superficie exterior del conductor. La densidad de corriente es mayor en la superficie exterior del conductor. Por lo tanto, el área efectiva del conductor disminuye cuando fluye corriente alterna en el conductor y la resistencia aumenta.

La distribución de corriente sobre toda el área de la sección transversal del conductor no es uniforme cuando una corriente alterna fluye a través del conductor. La densidad de corriente es mayor en la superficie exterior del conductor en comparación con la densidad de corriente en su centro. Cuando la corriente ingresa al conductor, crea una fuerza debido a la carga en movimiento y esta fuerza lleva las cargas hacia la superficie del conductor. La fuerza aumenta con el aumento de la frecuencia.

Con un aumento en la frecuencia, las cargas se mueven a mayor velocidad en la superficie exterior del conductor; el área de la sección transversal se vuelve más pequeña debido al efecto pelicular y la resistencia efectiva del conductor aumenta. Los factores que afectan el efecto piel son la forma del conductor, la naturaleza del material, el diámetro del conductor y la frecuencia de operación.

Relación entre la resistencia de CA y CC

Cuando la corriente alterna fluye en el circuito, la distribución de la corriente en el conductor depende de la naturaleza de la impedancia que ofrece la corriente que fluye en el conductor. Si el circuito es inductivo o capacitivo, el campo magnético establecido con el flujo de corriente se opondrá a la corriente principal y, por lo tanto, ofrecerá una mayor impedancia.

La corriente de mayor frecuencia creará una fuerte Fuerza de Lorentz y trae las cargas en movimiento a la superficie exterior del conductor. La resistencia de CA del conductor siempre es mayor que la resistencia de CC del conductor. Las principales razones de esto son las EFECTO EN LA PIEL y el EFECTO DE PROXIMIDAD.

La relación matemática entre la resistencia de CA y CC es la siguiente.

Rac=Rdc[1+αs+αp]

Dónde,
Rac = La resistencia ac del conductor
Rdc = La resistencia DC del conductor
αs,αp = Factor efecto piel y efecto proximidad

¿Cómo aumenta el EFECTO PIEL la Resistencia AC?

La resistencia de CA aumenta con un aumento en la frecuencia porque se concentra más carga cerca de la superficie del conductor. A medida que avanzamos desde la superficie del conductor hacia el centro del conductor, la concentración de carga disminuye y se vuelve cero en el centro del núcleo. La profundidad hasta que la concentración de carga está disponible o la corriente fluye en el conductor se conoce como profundidad de piel. El símbolo de la profundidad de la piel es δ.

¿Cuál es la diferencia entre la resistencia de CA y CC de un conductor?

La profundidad de la piel disminuye con un aumento en la frecuencia para un conductor en particular. Depende de la frecuencia y la resistividad del material. La profundidad de la piel es proporcional a la frecuencia e inversamente proporcional a la resistividad.

La profundidad de la piel de diferentes materiales conductores para diferentes frecuencias se indica a continuación.

¿Cuál es la diferencia entre la resistencia de CA y CC de un conductor?

Fórmula de profundidad de la piel

Podemos calcular la profundidad de la piel usando la siguiente expresión matemática. La fórmula de la profundidad de la piel es como se indica a continuación.

¿Cuál es la diferencia entre la resistencia de CA y CC de un conductor?

El profundo en la piel es máxima si la frecuencia es cero: la CC tiene una frecuencia cero, por lo que la profundidad de la piel es máxima y el área de sección transversal total del conductor transporta la corriente, por lo que la resistencia de CC es baja. La resistencia de CA siempre es mayor que la resistencia de CC. Si la profundidad de la piel es mayor que el radio del cable, la resistencia de CA es igual a la resistencia de CC.

¿Cómo aumenta el efecto de proximidad la resistencia de CA?

Efecto de proximidad

Cuando los dos conductores cercanos transportan una corriente, se crea un campo magnético alrededor del conductor. El flujo producido por un conductor se vincula con el otro conductor y produce una corriente de Foucault alrededor del conductor que da como resultado un aumento aparente en la resistencia del conductor. El fenómeno se conoce como el EFECTO DE PROXIMIDAD.

La distribución de corriente en el conductor cambia debido al efecto de proximidad. La corriente tiende a concentrarse lejos del centro del conductor. Esto conduce a una disminución en el área de la sección transversal aparente del conductor.


La distribución de corriente en los conductores cuando la corriente fluye en la misma dirección es la siguiente.

¿Cuál es la diferencia entre la resistencia de CA y CC de un conductor?

La corriente se concentra lejos del centro de ambos conductores cuando la corriente fluye en la misma dirección. Por lo tanto, el área aparente del conductor se reduce y la resistencia del conductor aumenta. Si la frecuencia de la corriente es mayor, la corriente tiende a concentrarse más lejos del centro y aumenta la resistencia del conductor.

La distribución de corriente en los conductores cuando la corriente fluye en la dirección opuesta es la siguiente.

¿Cuál es la diferencia entre la resistencia de CA y CC de un conductor?

Este caso tiene efectos similares pero la corriente se concentra en los lados adyacentes del conductor. Sin embargo, con esta corriente, la resistencia aumenta debido a la reducción del área aparente de los conductores.

En el caso del DC, el EFECTO PIEL y el EFECTO PROXIMIDAD están totalmente ausentes.

  1. ¿Qué es el Efecto Piel? Factores que afectan el efecto de la piel
  2. Efecto de la temperatura sobre la resistencia
  3. Calculadora de profundidad de la piel
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