El INVERSOR es un circuito capaz de transformar corriente directa, es decir, al flujo de electrones que genera una batería (mejor conocida como “pila”) en corriente alterna, la cual es la que hace posible que nuestros aparatos electrodomésticos funcionen y es la que empresas como CFE o Luz y Fuerza del centro proporcionan a nuestras casas.
Sin embargo, al comenzar con este escrito, en el ejemplo anterior nos referimos a la transformación o cambio de un voltaje mayor a un voltaje deseado, por lo tanto, ¿existirá a caso relación alguna entre nuestro ejemplo y la definición que acabamos de dar? La respuesta a esta pregunta es si, porque para empezar el voltaje y la corriente son conceptos que NO ESTÁN PELADOS entre si.
VOLTAJE Y CORRIENTE. Vamos a aclarar primeramente los términos de voltaje y corriente, para saber de que es lo que realmente cambia el inversor. Primero, el voltaje eléctrico es la fuerza que tiene un generador eléctrico, es decir, la resta entre la carga eléctrica de los polos positivos y negativos del generador. Vamos a ponerlo así, supongamos que tenemos 2 recipientes llenos de agua, uno esta colocado mas arriba que el otro. La fuerza con que cae una gota de agua de un recipiente a otro depende de la resta de las alturas que existen entre ambos recipientes. Mientras más grande sea la altura, más será la fuerza que se produzca. Esta fuerza es producida por un flujo de electrones conocido como corriente eléctrica.
Ahora, corriente eléctrica es la circulación de cargas o electrones a través de una trayectoria cerrada. Estos electrones son generados por una fuente de fuerza electromotriz. Esta fuente de fuerza electromotriz (como es una batería, generador u otro dispositivo) es capaz de poner en movimiento cargas eléctricas negativas (que son los electrones) continuamente del polo negativo de la fuente al polo positivo de la misma. Por último, una trayectoria cerrada no es más que un camino el cual permite que estos electrones fluyan del un polo negativo al otro. Si a lo largo de esta trayectoria se encuentra algún dispositivo o mecanismo que cause resistencia (es decir que impida el flujo de los electrones), a este dispositivo se llama carga o resistencia, la cual consume de estos electrones para su funcionamiento, tal es el caso de las bombillas, televisores, motores, etc.
Por último, la corriente alterna es un tipo corriente que circula por un determinado tiempo en un sentido y después en otro sentido, he de ahí que se le llama alterna, debido a que en periodos determinados de tiempo el sentido que toma para recorrer una trayectoria cambia. Este tipo de corriente es la que llega a nuestros hogares y hace funcionar los televisores, lavadoras, computadoras y demás electrodomésticos.
¿Qué relación hay entre estos dos conceptos? Bien, en el mundo existen materiales que dificultan más el paso de la corriente eléctrica que otros (es decir, su valor es mayor al de la corriente). Si la resistencia aumenta, la corriente disminuye y viceversa, siempre y cuando se aplique la misma fuerza o voltaje eléctrico es decir, que este voltaje se mantenga constante. Ahora, si el voltaje aumenta o disminuye, es la corriente que circula por el circuito quien aumentará o disminuirá en la misma proporción que el voltaje, siempre y cuando el valor de la resistencia conectada al circuito se mantenga constante. Por lo tanto concluimos que el voltaje es generado por la corriente y viceversa siempre y cuando se tenga la misma resistencia. Esto se conoce como ley de Ohm.
En la figura podemos observar que la batería que se muestra o “pila” pone en movimiento electrones que recorren una trayectoria del polo negativo de la “pila” al polo positivo de la misma. Este mismo flujo de electrones genera una fuerza que varía con el movimiento de los electrones siempre y cuando se conserve la misma carga la cual esta denotada con la letra R. E, simboliza a la fuerza o voltaje e I simboliza al flujo de electrones también conocida como corriente.
FUNCIONAMIENTO DEL INVERSOR. Una vez aclarado lo que es corriente y voltaje, procederemos a explicar el funcionamiento de un inversor. El INVERSOR tiene como función cambiar el voltaje eléctrico o “fuerza” originada por una CORRIENTE DIRECTA (o flujo de electrones) de una batería, a un VOLTAJE DE SALIDA o “fuerza” obtenida a la salida del inversor la cual ahora es de CORRIENTE ALTERNA, la cual ahora es manipulable para el usuario o diseñador.
En la figura se puede observar la representación de un inversor donde V in se refiere al voltaje o “fuerza” de entrada la cual es generada por una batería y V out al voltaje de salida o “fuerza” que es obtenida por el inversor. El “triangulo” que se ve en la figura es el símbolo que representa al inversor.
Ahora, ¿cómo esta compuesto un inversor? La electrónica digital marca que el INVERSOR se compone de secciones conocidas como SECCIÓN OSCILADORA, SECCIÓN AMPLIFICADORA y SECCIÓN TRANSFORMADORA, en donde están involucrados un oscilador, un transistor y un transformador, respectivamente.
Su funcionamiento es simple ya que en la SECCIÓN OSCILADORA, el oscilador se encarga de generar pulsos eléctricos para que la corriente alterna que provea el inversor sea igual a la corriente alterna que provee la empresa del servicio eléctrico. Después, el transistor en la SECCIÓN AMPLIFICADORA provoca una interrupción en la corriente entrante, obteniéndose como consecuencia la generación de una señal cuadrada, cuyo trabajo es “alimentar” al transformador en la SECCIÓN ELEVADORA, generándose una señal continua (o sinusoidal) misma que nos proporciona el voltaje de salida necesario para que nuestro aparato siga funcionando.
APLICACIONES. Los UPS o traducido al castellano SAI (Sistema de Alimentación Ininterrumpida) son ejemplo de la aplicación práctica que se le da a un inversor.
Físicamente una UPS es como la que se muestra en la figura de arriba.
Estas fuentes se utilizan para suministrarle energía a una computadora en momentos de falta del suministro público. En otras palabras, lo que estas fuentes hacen es que en caso de que ocurra un “apagón” proporcione energía eléctrica para que el aparato conectado a el siga funcionando. Las baterías que por lo regular contiene un SAI son desde 6 voltios en adelante. Otra función que tiene una SAI es de regular la corriente alterna que “alimenta” a nuestro aparato, ya que debido a sus variaciones de tensión (el cual es sinónimo de fuerza y voltaje), nuestro artefacto puede llegar a quemarse.
En el diagrama a bloques podemos ver las secciones antes mencionadas que integran a esta SAI. En la figura 2 podemos ver que la sección osciladora es en donde se encuentra la batería misma que se encuentra hasta abajo del dibujo. Esta sección será responsable de generar pulsos eléctricos que vana entrar al inversor, el cual se encuentra marcado con la serie DD744.
La sección elevadora, es en donde se localiza el transformador, la cual es alimentada por la sección amplificadora. Esto da como resultado que se genere 230 V de corriente alterna.
Otras aplicaciones que se les da a los inversores, además de las UPS, son como ACTUADORES PARA MOTORES DE CORRIENTE ALTERNA, tienen como misión generar el movimiento de los elementos que integran a los motores y se usan muy a menudo en el campo de la ROBÓTICA. Otra aplicación de los inversores es en la GENERACIÓN FOTOVOLTAICA, en donde estos circuitos son responsables de la conversión de la corriente continua generada por los paneles solares fotovoltaicos, en corriente alterna y de esta manera poder ser inyectados en una red eléctrica o usados en instalaciones eléctricas aisladas. Es por esto y por muchas aplicaciones más que los inversores están invirtiendo al mundo.
Bibliografía:
http://www.electronica2000.com/inversores/inversores.htm
http://www.unicrom.com
http://www.wikipedia.org
http://www.ciencia-ficcion.com/glosario
http://www.asifunciona.com/electrotecnia
http://www.amvelectronica.com (Diagrama del UPS)
Escrito por:
Oscar Yannick Alatorre Muñoz,
Mario Sandoval Olivé
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