Para empezar a diseñar nuestra fuente de voltaje, debemos considerar con qué queremos alimentarla, es decir, de dónde vamos a obtener la energía para adecuarla a nuestras necesidades.
He visto en internet diversas fuentes de voltaje portátiles, de tal forma que se pueden alimentar con baterías recargables o desechables y tal vez en el futuro pueda implementar esto, pero de manera más sencilla he decidido comenzar con algo que me proporcione mucha energía para poder transformarla, como es la toma de corriente de una casa común.
Investigando las tomas de corriente de las casas, me dispuse a encontrar las normas que rigen esto, y para México es la Norma Oficial Mexicana NOM-001-SEDE-2012. Esta norma establece las especificaciones técnicas y los lineamientos necesarios para la utilización de la energía eléctrica en instalaciones eléctricas en México.
Entonces, en México, el voltaje estándar para tomas de corriente en hogares es de 127V AC a 60Hz. Esta especificación es fundamental para el diseño y la seguridad de las instalaciones eléctricas domésticas.
Recordemos que la corriente alterna (AC) es un tipo de corriente eléctrica en la cual la magnitud y la dirección del flujo de electrones varían periódicamente. A diferencia de la corriente continua (DC), donde los electrones fluyen en una única dirección, la corriente alterna cambia de dirección a una frecuencia determinada. En otras palabras:
| Tipo | Corriente Alterna (AC) | Corriente Continua (DC) |
|---|---|---|
| Definición simplista | La corriente alterna es como un coche que va y viene por la carretera. A veces va hacia un lado y luego cambia de dirección y va hacia el otro. |
Esto pasa muchas veces cada segundo. En México, cambia de dirección 60 veces cada segundo. | La corriente continua es como un coche que siempre va en una sola dirección por la carretera.
No cambia de dirección, sigue siempre adelante. La dirección y la cantidad de electricidad no cambian. | | Ejemplo | La electricidad que llega a las casas y que usas para encender las luces o ver la televisión es corriente alterna. | Las baterías que usas en juguetes, linternas o teléfonos funcionan con corriente continua. |
De manera técnica, la corriente alterna (Alternating Current)(alterna = que cambia su estado) es considerada como un flujo de carga eléctrica que se invierte de forma periódica; se puede decir que inicia desde cero y que crece a un máximo, disminuye a cero, invierte, alcanza un máximo en la dirección opuesta, regresa de nuevo al valor original y repite este ciclo de una manera indefinida.
Adicional a esto, tenemos términos muy específicos para describir los comportamientos de una corriente (el flujo de electrones por un circuito): periodo, frecuencia y amplitud.
Es el tiempo que tarda la corriente alterna en completar un ciclo completo, es decir, desde que empieza a aumentar, pasa por su valor máximo, disminuye, cambia de dirección, alcanza el valor máximo en la dirección opuesta (valor mínimo) y vuelve a su punto inicial. Para esto necesitamos definir cuál es ese punto de inicio, usualmente es el cambio de + a -, es decir, el 0 en una gráfica.
Es la cantidad de ciclos que la corriente alterna completa en un segundo y se mide en Hertz (Hz). Para obtenerla, simplemente dividimos la unidad de tiempo entre la cantidad de periodos que vimos en ese intervalo de tiempo. Periodos vistos por unidad de tiempo = Frecuencia
$$ F = \bigg[\frac{Unidad ~ de ~ tiempo}{Periodos ~ vistos}\bigg] $$