Toma de corriente de pared: ¿onda cuadrada o sinusoidal?

Los generadores de energía de utilidad producen energía sinusoidal trifásica. Una razón para esto es que la potencia es constante dentro de un ciclo. Eso significa que no hay ondulación de par en el eje del generador. Si lo hubiera, estas grandes máquinas estarían vibrando en pedazos.

Otra razón para las ondas sinusoidales es que no hay contenido armónico. Si el generador emite 60 Hz, entonces 60 Hz es la frecuencia más alta con la que debe lidiar el resto del sistema de transmisión. Cualquier otra forma de onda que sinusoidal contendría otras frecuencias. Esto complicaría partes del sistema de transmisión, especialmente los transformadores.

Dicho esto, mientras que la tensión de alimentación es idealmente sinusoidal, en la práctica no es perfecta, por supuesto. La mayor parte de la razón es que las cargas no siempre dibujan una corriente sinusoidal. Piense en un puente de onda completa, por ejemplo. Dibuja corriente en espigas en las puntas de las olas. Dado que la impedancia de la línea eléctrica no es cero, este consumo de corriente no sinusoidal causa un poco de voltaje no sinusoidal. Dado que el voltaje no sinusoidal no es deseable, existen regulaciones acerca de cuánto puede variar el consumo de corriente de sinusoidal para cargas de alta potencia.

  

¿Producen energía de onda sinusoidal pura?

Producen un voltaje de salida que es bastante sinusoidal pero, debido a que la potencia depende de la carga y la carga puede tomar una corriente bastante no sinusoidal (puentes rectificadores, por ejemplo), la potencia no es tan sinusoidal como el voltaje producido. p>

Y, se producen voltajes sinusoidales porque no hay armónicos de orden superior que harían a los motores y transformadores significativamente menos eficientes (o más costosos). Además, si las líneas de transmisión de energía se alimentaran con ondas cuadradas, los armónicos interferirían con los sistemas de transmisión de radio de onda media y larga.

Tendrías a obtener ondas sinusoidales de alta calidad en tu casa, incluso si el generador de energía produjera algo mucho más cercano (por ejemplo) a una onda cuadrada.

En un caso típico, tiene millas de línea eléctrica que van desde el generador hasta su casa. Esa cantidad de cable da una inductancia alta . Además, la energía generalmente pasa por al menos un par de transformadores entre el generador y su casa. De nuevo, esto agrega una gran cantidad de inductancia al circuito.

Eso da un circuito que se parece a esto:

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

En realidad, es posible que tenga más de dos transformadores involucrados, pero se obtiene la idea general .

Lo importante es que hacen todo lo posible para comenzar con una onda sinusoidal, pero incluso si comienza con otras frecuencias más altas mezcladas, los transformadores y las líneas de transmisión actúan como un filtro de paso bajo masivo, por lo que para cuando la "señal" sale de la pared de su casa, la mayoría de las frecuencias más altas se han eliminado con bastante eficacia (dejando una onda sinusoidal relativamente pura).

Para ser justos, probablemente debería agregar que esas líneas largas generalmente no están protegidas, por lo que también actuarán como una antena gigante. Si una línea eléctrica recorre un área con un nivel extremadamente alto de RFI, entonces, solo a una corta distancia de su hogar, es posible que aún tenga un poco de esa interferencia cuando llegue a su hogar. Siendo realistas, es poco probable que esto sea un problema para la mayoría de las personas la mayoría del tiempo. Al menos por lo que he visto, la gran mayoría de las RFI que se ven en una línea eléctrica provienen de las señales generadas dentro de su propia casa (por ejemplo, los hornos de microondas producen una gran cantidad de ruido en torno a 2.4 GHz). La principal excepción a esto sería algo así como una tormenta de truenos. Los rayos que golpean (o incluso se acercan a) una línea eléctrica pueden provocar picos bastante graves en la línea eléctrica (especialmente si se producen cerca de su hogar / oficina, por supuesto).