Elementos de los circuitos eléctricos
En
cualquier circuito eléctrico sencillo podemos distinguir diferentes tipos de
elementos que cumplen una función determinada y que estudiamos a continuación
Generadores:Son los elementos
encargados de suministrar la energía al circuito, creando una diferencia de
potencial entre sus terminales que permite que circule la corriente eléctrica.
Los
elementos que se encargan de esta función son: las pilas, baterías, dinamos y
alternadores.
Conductores
Son
materiales que permiten el paso de la corriente eléctrica, por lo que se
utilizan como unión entre los distintos elementos del circuito.
Generalmente
son cables formados por hilos de cobre trenzado y recubiertos por un aislante plástico.
Receptores
Son los
componentes que reciben la energía eléctrica y la transforman en otras formas
más útiles para nosotros como: movimiento, luz, sonido o calor.
Algunos
receptores muy comunes son: las lámparas, motores, estufas, altavoces, electrodomésticos,
máquinas, etc.
Elementos
de control
Estos
elementos nos permiten maniobrar con el circuito conectando y desconectando sus
diferentes elementos según nuestra voluntad.
Los
elementos de control más empleados son los interruptores, pulsadores y conmutadores.
Un circuito cerrado es aquel que permite la
circulacion de la coriente (interruptor cerrado) y de esa forma hacer funcionar
la carga.
Un circuito abierto es aquel que no permite la circulacion de corriente (interruptor abierto)
Un circuito serie es aquel en donde las cargas estan siendo circuladas por la misma corriente. A medida que se agregan mas cargas (resistencias) en serie la corriente ira disminuyendo. La suma de todas las caidas de tension de todas las cargas es igual a la tension generada por la fuente que alimenta el circuito. (ejemplo: las luces de los arbolitos de navidad)
Si se funde un elemento los demás no funcionan
Consumen siempre la misma cantidad de electricidad
Un circuito en paralelo es aquel en donde las cargas se conectan a la misma tension (ejemplo: el televisor, el dvd, etc todos enchufados en la misma red)
Si se funde un elemento los demás funcionan
Mientras más elementos, más electricidad consumen
o) y de esa forma hacer funcionar la carga.
Un circuito abierto es aquel que no permite la circulacion de corriente (interruptor abierto)
Un circuito serie es aquel en donde las cargas estan siendo circuladas por la misma corriente. A medida que se agregan mas cargas (resistencias) en serie la corriente ira disminuyendo. La suma de todas las caidas de tension de todas las cargas es igual a la tension generada por la fuente que alimenta el circuito. (ejemplo: las luces de los arbolitos de navidad)
Si se funde un elemento los demás no funcionan
Consumen siempre la misma cantidad de electricidad
Un circuito abierto es aquel que no permite la circulacion de corriente (interruptor abierto)
Un circuito serie es aquel en donde las cargas estan siendo circuladas por la misma corriente. A medida que se agregan mas cargas (resistencias) en serie la corriente ira disminuyendo. La suma de todas las caidas de tension de todas las cargas es igual a la tension generada por la fuente que alimenta el circuito. (ejemplo: las luces de los arbolitos de navidad)
Si se funde un elemento los demás no funcionan
Consumen siempre la misma cantidad de electricidad
Un circuito en paralelo es aquel en donde las cargas se conectan a la misma tension (ejemplo: el televisor, el dvd, etc todos enchufados en la misma red)
Si se funde un elemento los demás funcionan
Mientras más elementos, más electricidad consumen
o) y de esa forma hacer funcionar la carga.
Un circuito abierto es aquel que no permite la circulacion de corriente (interruptor abierto)
Un circuito serie es aquel en donde las cargas estan siendo circuladas por la misma corriente. A medida que se agregan mas cargas (resistencias) en serie la corriente ira disminuyendo. La suma de todas las caidas de tension de todas las cargas es igual a la tension generada por la fuente que alimenta el circuito. (ejemplo: las luces de los arbolitos de navidad)
Si se funde un elemento los demás no funcionan
Consumen siempre la misma cantidad de electricidad
Materiales
conductores
Son materiales cuya resistencia al paso de la electricidad es muy baja. Los mejores
conductores eléctricos son metales, como el cobre, el oro, el hierro y el aluminio, y sus
aleaciones, aunque existen otros materiales no metálicos que también poseen la
propiedad de conducir la electricidad, como el grafito o las disoluciones y soluciones salinas
(por ejemplo, el agua de mar) o cualquier material en estado de plasma.
Un
conductor eléctrico es un cuerpo que transmite la corriente eléctrica a
través de él; como ya sabrás, los materiales que mejor conducen la corriente
son los metales, aunque también conducen la corriente eléctrica materiales como
el grafito y el agua, cuando tiene disuelta alguna sal.
Un
aislante eléctrico es un material que no permite el paso de corriente a
su través; existen aislantes naturales, como la madera o todos los
materiales pétreos, y aislantes artificiales como los materiales
plásticos.
Se le denomina resistencia eléctrica a
la igualdad de oposición que tienen los electrones al desplazarse a través de
un conductor. La unidad de resistencia en el Sistema Internacional es el ohmio,
que se representa con la letra griega omega (Ω), en honor al físico alemán George Ohm, quien
descubrió el principio que ahora lleva su nombre. La resistencia está dada por
la siguiente fórmula:
En donde ρ es el coeficiente de proporcionalidad o la resistividad del material.
La potencia eléctrica es la relación de paso de energía de un flujo por unidad de tiempo; es decir, la cantidad de energía entregada o absorbida por un elemento en un tiempo determinado. La unidad en el Sistema Internacional de Unidades es el vatio (watt).
Cuando una corriente eléctrica fluye en cualquier circuito, puede transferir energía al hacer un trabajo mecánico o termodinámico. Los dispositivos convierten la energía eléctrica de muchas maneras útiles, como calor, luz (lámpara incandescente), movimiento (motor eléctrico), sonido (altavoz) o procesos químicos. La electricidad se puede producir mecánica o químicamente por la generación de energía eléctrica, o también por la transformación de la luz en las células fotoeléctricas. Por último, se puede almacenar químicamente en baterías.
Las unidades
básicas son:
- Para Energía: Julio
- Para Potencia: Julio por segundo ó Julio/seg. A esto también se le llama Vatio
- Así que 1 Vatio es igual a 1 Julio/ segundo ó 1 J/seg.
Vatihorímetro o contador eléctrico
Existen medidores electromecánicos y electrónicos. Los medidores electromecánicos utilizan bobinados de corriente y de tensión para crear corrientes parásitas en un disco que, bajo la influencia de los campos magnéticos, produce un giro que mueve las agujas de la carátula. Los medidores electrónicos utilizan convertidores analógico-digitales para hacer la conversión.
Funcionamiento
El medidor electromecánico utiliza dos juegos de bobinas que producen campos magnéticos; estos campos actúan sobre un disco conductor magnético en donde se producen corrientes parásitas.La acción de las corrientes parásitas producidas por las bobinas de corriente sobre el campo magnético de las bobinas de voltaje y la acción de las corrientes parásitas producidas por las bobinas de voltaje sobre el campo magnético de las bobinas de corriente dan un resultado vectorial tal, que produce un par de giro sobre el disco. El par de giro es proporcional a la potencia consumida por el circuito.
El disco está soportado por campos magnéticos y soportes de rubí para disminuir la fricción, un sistema de engranes transmite el movimiento del disco a las agujas que cuentan el número de vueltas del medidor. A mayor potencia más rápido gira el disco, acumulando más giros conforme pasa el tiempo.
Las tensiones máximas que soportan los medidores eléctricos son de aproximadamente 600 voltios y las corrientes máximas pueden ser de hasta 200 amperios. Cuando las tensiones y las corrientes exceden estos límites se requieren transformadores de medición de tensión y de corriente. Se utilizan factores de conversión para calcular el consumo en dichos casos.
Partes constitutivas:
1- Se denomina corriente de llamada a la corriente que acciona el electroimán. La corriente absorbida
por la bobina es relativamente elevada debido a que prácticamente la única resistencia es el conductor con que está hacha la bobina. En estas condiciones, el Cos ð es alto (0,8 a 0,9) y la reactancia inductiva muy baja por existir mucho entrehierro entre el núcleo y la armadura.
Una vez cerrado el circuito magnético la impedancia de la bobina aumenta, de manera tal que la corriente de llamada se reduce considerablemente. La corriente formada se la denomina
de mantenimiento o trabajo. Ésta es mucho más baja - de 6 a 10 veces
- con un Cos ð más bajo, pero con capacidad para mantener el circuito cerrado.
2- El núcleo es una parte metálica, de material ferromagnético y generalmente en forma de E, y que va.
La Red de
Distribución de la Energía Eléctrica o Sistema de Distribución de
Energía Eléctrica es la parte del sistema de suministro eléctrico cuya función es el suministro de energía desde la
subestación de distribución hasta los usuarios finales (medidor del cliente).
Se lleva a cabo por los Operadores del Sistema de Distribución (Distribution
System Operator o DSO en inglés).
Los
elementos que conforman la red o sistema de distribución son los siguientes:
- Subestación de Distribución: conjunto de elementos (transformadores, interruptores, seccionadores, etc.) cuya función es reducir los niveles de alta tensión de las líneas de transmisión (o subtransmisión) hasta niveles de media tensión para su ramificación en múltiples salidas.
- Circuito Primario.
- Circuito Secundario.
La
distribución de la energía eléctrica desde las subestaciones de transformación de la red de transporte se realiza en dos etapas.
La primera
está constituida por la red de reparto, que, partiendo de las subestaciones de
transformación, reparte la energía, normalmente mediante anillos que rodean los
grandes centros de consumo, hasta llegar a las estaciones transformadoras de
distribución. Las tensiones utilizadas están comprendidas entre 25 y 132 kV. Intercaladas en estos anillos están las estaciones
transformadoras de distribución, encargadas de reducir la tensión desde el
nivel de reparto al de distribución en media tensión.
La segunda
etapa la constituye la red de distribución propiamente dicha, con tensiones de
funcionamiento de 3 a 30 kV y con una característica muy radial. Esta red cubre
la superficie de los grandes centros de consumo (población, gran industria,
etc.), uniendo las estaciones transformadoras de distribución con los centros
de transformación, que son la última etapa del suministro en media tensión, ya
que las tensiones a la salida de estos centros es de baja tensión (125/220 ó
220/380 V1 ).
La líneas
que forman la red de distribución se operan de forma radial, sin que formen
mallas, al contrario que las redes de transporte y de reparto. Cuando existe
una avería, un dispositivo de protección situado al principio de cada red lo
detecta y abre el interruptor que alimenta esta red.
Un enchufe es un dispositivo formado
por dos elementos, la clavija y la toma de corriente (o tomacorriente),
que se conectan uno al otro para establecer una conexión eléctrica que permita
el paso de la corriente.Enchufe macho o clavija
Un enchufe macho o clavija es una pieza de material aislante de la que sobresalen varillas metálicas que se introducen en el enchufe hembra para establecer la conexión eléctrica. Por lo general se encuentra en el extremo de cable. Su función es establecer una conexión eléctrica con la toma de corriente que se pueda manipular con seguridad. Existen clavijas de distintos tipos y formas que varían según las necesidades y normas de cada producto o país.Se llama portalámparas a la disposición para sostener las lámparas o bombillas eléctricas.
Los portalámparas destinados a las bombillas o lámparas eléctricas de incandescencia tienen diversas formas, pero las más empleadas son las de rosca Edisson y bayoneta y cabe distinguir las que tienen interruptor en el cuerpo del portalámparas de las que no lo tienen. En general, se componen de un envolvente tubular, cerrada por un casquete esférico en la parte inferior, casquete que es atravesado por los conductores aislados que conducen la corriente. Estos terminan en sendos enchufes o contactos y se mantienen sujetos a ella con dos tornillitos. Estos contactos están aislados entre sí, y uno de ellos está unido al tope central, destinado a servir de tal al fondo de la lámpara que se conecta en el portalámparas. El otro va, o a la rosca interna Edisson o a una virola, que dará contacto al cuello de la lámpara. La rosca o la virola están aisladas del cuerpo del portalámparas por la interposición de un anillo de porcelana, ebonita u otro aislante, el cual entra a rosca en el exterior de Edisson y sujeta y fija el cuerpo del portalámparas.
Una cocina eléctrica es una variación de la cocina que convierte la electricidad en calor para cocinar y hornear.
Inventada en el Siglo XIX, la cocina eléctrica se hizo popular para sustituir las cocinas de combustible sólido (leña o carbón), que requieren más mano de obra para operar y mantener. Las cocinas eléctricas más modernas vienen en una unidad con una función de campanas extractoras y son programables.
La primera tecnología utilizaba bobinas de calor resistivas, que calentaban fogones de hierro, en la parte superior de los cuales se colocaban las cacerolas. Posteriormente esto se convirtió en un tubo hueco de acero en espiral que tenía un elemento de calentamiento que atravesaba el centro. El tubo se enrolla en espiral debajo de la cacerola. A diferencia de la placa de hierro anterior, la espiral de acero se calentaba al rojo, impartiendo más calor a la cacerola del que podría dar la placa.
En la década de 1970, las cocinas de vitrocerámica comenzaron a aparecer. La vitrocerámica tiene muy baja conductividad térmica, un coeficiente de expansión térmica de prácticamente cero, pero permite que la radiación infrarroja pasar muy bien. Se utilizan bobinas de calentamiento o lámparas de infrarrojos halógenas lámparas como elemento calentador. Debido a sus características físicas, la cocina se calienta con mayor rapidez, menos restos de calor residual y sólo la placa se calienta, mientras que la superficie adyacente se mantiene fría. Además, estas cocinas tienen una superficie lisa y por lo tanto son más fáciles de limpiar, aunque inicialmente eran más caras.
La electricidad
(del griego ήλεκτρον élektron, cuyo significado es ‘ámbar’) es el
conjunto de fenómenos físicos relacionados con la presencia y flujo de cargas eléctricas. Se
manifiesta en una gran variedad de fenómenos como los rayos, la electricidad estática, la inducción electromagnética o el flujo de corriente eléctrica. La electricidad es una forma de energía tan versátil
que tiene un sinnúmero de aplicaciones, por ejemplo: transporte, climatización, iluminación y computación.1
La
electricidad se manifiesta mediante varios fenómenos y propiedades físicas:
- Carga eléctrica: una propiedad de algunas partículas subatómicas, que determina su interacción electromagnética. La materia eléctricamente cargada produce y es influida por los campos electromagnéticos.
- Corriente eléctrica: un flujo o desplazamiento de partículas cargadas eléctricamente; se mide en amperios.
- Campo eléctrico: un tipo de campo electromagnético producido por una carga eléctrica incluso cuando no se está moviendo. El campo eléctrico produce una fuerza en toda otra carga, menor cuanto mayor sea la distancia que separa las dos cargas. Además las cargas en movimiento producen campos magnéticos.
- Potencial eléctrico: es la capacidad que tiene un campo eléctrico de realizar trabajo; se mide en voltios.
- Magnetismo: La corriente eléctrica produce campos magnéticos, y los campos magnéticos variables en el tiempo generan corriente eléctrica.
- luz mediante lámparas
- calor, aprovechando el efecto Joule
- movimiento, mediante motores que transforman la energía eléctrica en energía mecánica
- señales mediante sistemas electrónicos, compuestos de circuitos eléctricos que incluyen componentes activos (tubos de vacío, transistores, diodos y circuitos integrados) y componentes pasivos como resistores, inductores y condensadores.
El fenómeno
de la electricidad ha sido estudiado desde la antigüedad, pero su estudio
científico sistemático no comenzó hasta los siglos XVII y XVIII. A finales del
siglo XIX los ingenieros lograron aprovecharla para uso residencial e industrial.
La rápida expansión de la tecnología eléctrica la convirtió en la columna
vertebral de la sociedad industrial moderna.
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