¿Por qué no se puede ejecutar todo en AC? [duplicar]

En ingeniería, intentamos resolver un problema de la mejor manera. Lo mejor es una mezcla de barato, rápido, simple, confiable, etc. y la mejor opción puede cambiar con el tiempo.

Los circuitos que funcionan directamente con alimentación de CA pueden ser posibles, pero hasta ahora no son tan buenos como los circuitos de CC, por lo que para un sistema general es mucho mejor convertir la CA en CC (a costa de algunos circuitos adicionales) y use circuitos de alimentación de CC, que utilizar circuitos de alimentación de CA. Para algunos circuitos muy simples como relés, calentadores, motores síncronos de la red, lámparas, etc. AC se usa a menudo directamente.

Un problema bastante fundamental en la alimentación de CA es que hay momentos periódicos en los que el voltaje es cero. Es bastante difícil diseñar un circuito que funcione bien a 0V. Recordar un estado (1 o 0) a través de un período de potencia cero también es difícil.

Todos los dispositivos semiconductores (transistores, LED, IC) están polarizados de forma inherente: no son simétricos y generalmente solo funcionarán con una dirección de voltaje particular. Por lo general, tienen rangos de voltaje mínimo y máximo bastante estrechos, por lo que ni siquiera funcionan con CC desiguales. Estas propiedades surgen de la física fundamental.

Lo mismo se aplica a los dispositivos basados en "rayos catódicos", incluidas las válvulas termoiónicas y las pantallas fluorescentes de vacío.

(¿Es este un duplicado de ¿Por qué los circuitos electrónicos necesitan que su fuente de alimentación sea CC, o CA rectificada? )

Te desafío con una perspectiva diferente: ¿cuál es el problema aquí? Para hacer que las cosas funcionen, debe proporcionarles energía (es decir, energía a una velocidad continua).

Hablando teóricamente, DC es la forma de onda más simple que se puede imaginar (voltaje o corriente constante), por lo que es la forma más sencilla de entregar energía a un circuito. De hecho, debe preguntar "¿Por qué algunos circuitos usan CA?" en su lugar!

Por cierto, un ejemplo que haces es engañoso: una bombilla no necesita AC, suponiendo que estés hablando de bombillas incandescentes . La misma bombilla se puede conectar a un generador de CC con un valor igual al valor de RMS AC y funcionará de la misma manera. Las bombillas más nuevas, las que tienen un circuito electrónico en el interior, realizan una conversión de CA / CC en el interior.

Lamentablemente, resulta que producir una gran cantidad de energía de CC no es tan simple, mientras que sinusoidal La CA es relativamente fácil de producir en grandes cantidades usando alternadores (¡son comunes los megavatios de potencia!).

DC es simple y los circuitos pueden explotarlo fácilmente para hacer lo que quieran. Por ejemplo, un amplificador de transistor "modula" el voltaje constante del riel de alimentación de CC utilizando la señal para amplificarla como una señal "modulante", lo que produce una réplica de la señal, pero con una amplitud mayor. Hacer lo mismo usando un riel de alimentación de CA como punto de partida sería extremadamente más complicado.

Piensa en esta analogía: imagina que quieres usar la energía de una corriente de agua para hacer que funcione una máquina (un molino de agua, por ejemplo). ¿Qué preferirías tú? ¿Un chorro continuo y continuo de agua o un chorro caprichoso que se apaga o invierte periódicamente en su dirección? Tal vez pueda crear una forma inteligente de explotar el flujo caprichoso, pero el flujo continuo es mucho más simple de entender y explotar.

permite hablar primero sobre la diferencia entre AC y DC,:

  

La electricidad fluye de dos maneras: ya sea en una corriente alterna (CA)   o en corriente continua (CC). Electricidad o "corriente" no es más que   El movimiento de los electrones a través de un conductor, como un cable. los   diferencia entre CA y CC se encuentra en la dirección en la que el   Los electrones fluyen. En DC, los electrones fluyen constantemente en un solo   dirección , o "adelante". En AC, los electrones siguen cambiando de dirección,   a veces va " adelante" y luego va "hacia atrás". "

permite tomar la bombilla como ejemplo y ver por qué funciona utilizando corriente alterna o corriente continua,

Como mencionamos en el caso de la CA, la corriente avanza y luego retrocede (como en la onda sinusoidal)

El cambio en la dirección del flujo de corriente ocurre tan rápido que la bombilla no tiene oportunidad de dejar de brillar. A la bombilla no le importa si utiliza corriente continua o alterna siempre y cuando los electrones se estén moviendo

como muestran las imágenes, los electrones se mueven hacia adelante y hacia atrás y es por eso que la bombilla sigue funcionando

para resumir, en casos similares, la corriente alterna funciona con estos dispositivos

hablemos sobre los circuitos lógicos, que necesitan 0 o 1 lógica

en el caso de DC es fácil tener 0 representado por 0 voltios y 1 representado por 5 voltios o 3.3 voltios

pero en el caso de CA, el valor del voltaje cambia de positivo a negativo, el voltaje comienza con 0 voltios y luego pasa al voltaje máximo y luego vuelve a 0 voltios y luego comienza el ciclo negativo, vemos que el voltaje está cambiando de acuerdo con la frecuencia y no puede transmitirlos para proporcionarle dos estados diferentes, como 0 o 1!

¿qué pasaría si? ¿Qué sucede si desea tener algún tipo de mecanismo como el voltaje RMS o el voltaje máximo para proporcionar dos estados separados para los circuitos lógicos, por ejemplo, cuando el RMS de la CA es de 5 voltios (por ejemplo) la lógica es 1 y si el RMS de la CA es 0 voltios el estado es 0, es posible! pero para calcular el RMS, usted necesita muchos valores durante al menos un ciclo para calcular el RMS que no es práctico en comparación con DC