¿Por qué los dispositivos electrónicos utilizan suministro de CC en lugar de suministro de CA?
Una cosa debe quedar clara: no todos los dispositivos, componentes y circuitos electrónicos utilizan únicamente suministro de CC, sino también de CA. Si se trata de circuitos lógicos e IC (circuitos integrados), sí, solo usan CC. En definitiva, depende de las necesidades y finalidad del circuito electrónico, si utilizamos CA o CC. Veamos cómo.
A continuación se detallan los escenarios en los que utilizamos tanto CA como CC en circuitos electrónicos y por qué la mayoría de los circuitos electrónicos utilizan únicamente un suministro de CC.
CA en circuitos electrónicos
- En el caso de LC (circuito de tanque de circuito resonante o circuito de sintonización), la señal de CC se convierte en una señal de CA usando un capacitor y un inductor (donde sabemos que un capacitor bloquea la CC pero pasa CA) que puede alimentar aún más el circuito de recorte o amplificador para amplificar o modificar la forma de la señal según las necesidades del circuito.
- En los filtros, se utilizan condensadores e inductores para eliminar las ondulaciones del suministro de CA o de CC pulsante para convertirlo en un suministro de CC puro.
- Los rectificadores (que contienen diodos) se utilizan para convertir el suministro de CA de entrada en el suministro de CC pulsante y el proceso se conoce como rectificación.
- En amplificación, se puede utilizar un transistor polarizado como amplificador con señales de CA de entrada.
La discusión anterior muestra claramente que el circuito electrónico también usa CA, no solo CC.
¿Por qué la mayoría de los circuitos electrónicos utilizan únicamente CC?
A continuación se detallan las razones por las que utilizamos un suministro de CC en circuitos electrónicos en lugar de CA.
Sabemos que el principio de funcionamiento básico de las puertas lógicas se basa en estados «binarios» que son «1» (ON) y «0» (OFF).
En los circuitos integrados, microprocesadores y computadoras digitales, necesitan CC pura y libre de ondulaciones como señal de entrada para generar una señal binaria digital (alta o baja) para el funcionamiento de encendido/apagado, lo cual solo es posible con suministro de CC.
Esto sería difícil en el caso de CA, ya que cambia su dirección y valor varias veces por segundo debido a la frecuencia. (50 Hz en el Reino Unido y 60 Hz en EE. UU.). Es decir, la señal de entrada de CA que tiene la capacidad de cambiar 50 o 60 veces por segundo generará muchas señales de «ENCENDIDO» y «APAGADO», lo cual es perjudicial para el funcionamiento del circuito. Además, el procesador no podrá decidir cuál es la señal de APAGADO y ENCENDIDO en caso de señales de CA ruidosas.
- Componentes unidireccionales:
No se puede imaginar la ingeniería electrónica sin la columna vertebral que es el transistor. Un transistor necesita una polarización de CC, es decir, para un funcionamiento normal se aplica una señal positiva a la base del transistor. En el caso del suministro de CA al transistor o diodo, es posible que no funcione correctamente como constante para el funcionamiento normal, pero proporcione una operación de conmutación continua debido a múltiples señales positivas y negativas de CA (debido a la frecuencia) e incluso explote si el voltaje de entrada son altos.
Para propósitos específicos como amplificación y rectificación, se puede usar un transistor polarizado y un diodo como amplificador y rectificador de media onda respectivamente, pero no siempre es así en el diseño de circuitos. En resumen, la CA no mantiene un flujo de corriente unidireccional donde necesitamos un voltaje constante y estable para la mayoría de los componentes electrónicos.
Casi todos los dispositivos electrónicos modernos (móviles, portátiles, relojes digitales, etc.) utilizan baterías para operaciones de almacenamiento y respaldo, donde sabemos que las baterías no pueden almacenar CA, sino únicamente CC.
Estas son las razones exactas por las que la mayoría de los circuitos, dispositivos y componentes electrónicos modernos utilizan CC en lugar de CA.
Es bueno saberlo: la cantidad de energía es la misma para las señales de CA y CC, es decir, 5 V CA generarán la misma cantidad de calor que 5 V CC cuando se conecta al mismo elemento calefactor (valor RMS).
Otras razones:
La CC es mucho más fácil de controlar, precisa y fácil de propagar que la señal de CC.
Si usamos CA en la mayoría de los circuitos electrónicos en lugar de CC,
- Creará trabajo adicional simplemente para manejar el cambio de fase entre señales.
- Será más difícil abastecerlos con baterías.
- Se pierde una parte de la potencia cuando el voltaje cruza 0.
- Si tienes monofásico, tienes potencia pulsante.
- Necesita adaptar las frecuencias, si espera que funcionen juntas.
- Y diseñar una buena conexión a tierra sería una auténtica pesadilla.
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