Electricidad

ELECTRICIDAD

A. CONCEPTOS BÁSICOS DE LA ELECTRICIDAD

VOLTAJE, TENSIÓN O DIFERENCIA DE POTENCIAL

Es la presión que ejerce una fuente de suministro de energía eléctrica o fuerza electromotriz (FEM) sobre las cargas eléctricas o electrones en un circuito eléctrico cerrado, para que se establezca el flujo de una corriente eléctrica. La unidad es el voltio cuyo símbolo es “V”.

CORRIENTE O INTENSIDAD ELÉCTRICA

Es el flujo de carga por unidad de tiempo que recorre un material. Se debe a un movimiento de los electrones en el interior del material. La unidad se denomina amperio y se abrevia “A”.

RESISTENCIA

La resistencia eléctrica, simbolizada como “R,” es la dificultad u oposición que presenta un cuerpo al paso de una corriente eléctrica para circular a través de ella. En el Sistema Internacional de Unidades, su valor se expresa en "ohmios", que se designa con la letra griega omega mayúscula, Ω.

CAPACIDAD DE BATERÍA

La capacidad es la medida de la cantidad de electricidad que puede almacenar una batería.

El valor de la capacidad, es el resultado de multiplicar la corriente en amperios que entrega una batería, por el número de horas en que suministra esta corriente, luego la capacidad se expresa en Amperios-hora (A-h).

El valor de la capacidad, se afecta por la forma en que la batería entrega su energía. A mayor rapidez de descarga (rangos altos de corriente), la capacidad disminuye. A rangos de corriente muy bajos, la capacidad aparentemente aumenta.

B. GENERADORES ELÉCTRICOS

Un generador es una máquina eléctrica rotativa que transforma energía mecánica en energía eléctrica. Lo consigue gracias a la interacción de los dos elementos principales que lo componen: la parte móvil llamada rotor, y la parte estática que se denomina estátor.

Cuando un generador eléctrico está en funcionamiento, una de las dos partes genera un flujo magnético (actúa como inductor) para que el otro lo transforme en electricidad (actúa como inducido).

Los generadores eléctricos se diferencian según el tipo de corriente que producen. Así, nos encontramos con dos grandres grupos de máquinas eléctricas rotativas: los alternadores y las dinamos.

Los alternadores generan electricidad en corriente alterna. El elemento inductor es el rotor y el inducido el estátor. Un ejemplo son los generadores de las centrales eléctricas, las cuales transforman la energia mecánica en eléctrica alterna.

Las dinamos generan electricidad en corriente continua. El elemento inductor es el estátor y el inducido el rotor. Un ejemplo lo encotraríamos en la luz que tiene una bicicleta, la cual funciona a través del pedaleo.

Detalle de un generador eléctrico

C. ACUMULADORES

Un acumulador de energía eléctrica es una celda solar que acumulan energía mediante la luz solar, esto es una característica, podrían haber más como:

• Los acumuladores eléctricos tienen una función muy importante y fundamental en el buen funcionamiento y en la duración de una instalación solar fotovoltaica.

• Deben tener suficiente capacidad para asegurar el suministro de electricidad durante períodos de nubes (autonomía de la instalación).

• Se trata de sistemas electroquímicos basados ​​en reacciones químicas reversibles que tienen lugar en su interior.

• Acumuladores estacionarios: suelen estar en un lugar fijo y proporcionan corriente eléctrica de manera permanente o esporádica para diversos fines. En ningún momento, sin embargo, se les pide que den valores de intensidades elevadas en tiempos cortos.

• Acumuladores de arranque: se encargan de producir energía eléctrica con valores de intensidad de corriente elevados durante tiempos cortos, por ejemplo, en los de los coches cada vez que se ponen en marcha, o bien cuando se arranca un motor. Las placas de los electrodos de estos acumuladores tienen más grueso que los de los estacionarios y su vida útil es más corta debido a las "duras" condiciones de trabajo.

• Acumuladores de tracción: se encargan de proporcionar corriente a pequeños vehículos eléctricos y, por tanto, se les pide unas intensidades de corriente relativamente altas durante periodos de algunas horas ..

En cuanto a las características del electrolito, tenemos de tipo:

• Ácido (de plomo-ácido, Pb-Sb, Pb-Cd).

• Alcalino (níquel-cadmio).

• Capacidad: máxima cantidad de electricidad que puede almacenar. En la práctica, y para evitar daños irreversibles en la batería, sólo puede proporcionar una parte de la capacidad total, que llamamos capacidad útil. La capacidad útil depende del tipo de acumulador y de las condiciones de trabajo, pero suele tener valores desde el 30% hasta más del 90% (en acumuladores alcalinos de buena calidad) de la capacidad máxima. La cantidad de electricidad que puede proporcionar un acumulador también depende del tiempo de descarga, por lo que la capacidad será mayor cuanto más lentamente se produzca la descarga. La capacidad de la batería se expresa en amperios hora (Ah). Con la notación C5, C25, C100 se representa el tiempo de descarga en horas, respectivamente 5, 25 o 100 (C5 = descarga en 5 horas). Estos valores nos dan el número de horas durante las que teóricamente podríamos disponer de una intensidad de corriente determinada procedente del acumulador.

• Profundidad de descarga: es el tanto por ciento sobre la capacidad máxima del acumulador que se puede extraer de la batería en condiciones normales. Es un término muy variable que depende mucho del tipo de acumulador y que influye en su vida útil.

• Vida útil: se suele medir en ciclos (más que en años), por lo que un ciclo es un proceso completo de carga-descarga (hasta llegar a la profundidad de descarga recomendada). Si suponemos un ciclo medio de un ciclo por día y un acumulador bien mantenido, debería durar un mínimo de 10 años.

• Autodescarga: es un fenómeno por el que un acumulador, por causas diversas, se descarga lentamente pero de manera continua aunque no esté conectado a un circuito externo.

D. CONDUCTORES Y AISLANTES

En un conductor, puede fluir la corriente eléctrica libremente, en un aislante no puede. Los metales tales como el cobre son conductores típicos, mientras que la mayoría de los sólidos no metálicos, se dice que son buenos aislantes, presentando una extremadamente alta resistencia al flujo de las cargas a través suyo. El material "conductor" implica que los electrones mas externos de sus átomos están débilmente ligados y libres para moverse a través del mismo. La mayoría de los átomos tienen sus electrones fuertemente ligados y son aislantes. En el cobre, los electrones de valencia están esencialmente libre y se repelen fuertemente unos a otros. Cualquier influencia externa que mueva uno de ellos originará una repulsión de otros electrones que se propagará con un "efecto dominó", a través de todo el conductor.



E. RECEPTORES

Un receptor eléctrico es todo dispositivo, aparato o máquina capaz de transformar la energía eléctrica que recibe en cualquier otra clase de energía.

Hay distintos tipos de receptores eléctricos:

Receptores térmicos: son dispositivos en los que se transforma la energía en calor (estufas, calentadores, planchas, secadores).

Receptores lumínicos: son aparatos que reciben energía eléctrica y la transforman en luz (lámparas).

Receptores electroquímicos: son los que transforman la energía eléctrica en energía química, dando lugar a reacciones químicas (células electrónicas).

Receptores mecánicos: es una máquina que transforma la energía eléctrica en energía mecánica (motores eléctricos de corriente continua o alterna).

Al igual que el generador, el receptor tiene dos características propias: la fuerza contraelectromotriz y la resistencia interna.

Fuerza contraelectromotriz E´ es la energía consumida por el motor en un segundo y por unidad de intensidad.

La unidad para la fuerza contreelectromotriz de un receptor es el voltio. La energía consumida por el motor y transformada en energía mecánica se obtiene despejando L:

F. ELEMENTOR O DISPOSITIVOS DE PROTECCIÓN

Son dispositivos que protegen el circuito de sobrecargas de tensión y al operario de posibles accidentes. Estos dispositivos podrían ser:

Fusible: Formado por un hilo de cobre, colocado en serie en el circuito, que se funde si hay sobrecarga, abriendo el circuito. Impide que pueda quemarse algún componente.

Automáticos:  Abren el circuito cuando la intensidad de corriente aumenta.

Magnéticos: si hay exceso de corriente en el circuito se produce la atracción de una bobina magnética y se abre el circuito Magneto térmicos: si hay exceso de corriente se produce un calentamiento de una pastilla formada por dos metales con distinto coeficiente de dilatación, así uno dilata más que el otro. La pastilla se curva y el circuito se abre.

Diferenciales: Detectan variaciones mínimas de intensidad dentro del circuito debidas a derivaciones y abren el circuito.

G. ELEMENTOS DE MANIOBRA

Son dispositivos que nos permiten abrir o cerrar el circuito cuando lo necesitamos. Son:

Pulsador: Permite abrir o cerrar el circuito sólo mientras lo mantenemos pulsado.

Interruptor: Permite abrir o cerrar un circuito y que este permanezca en la misma posición hasta que volvamos a actuar sobre él.

Conmutador: Permite abrir o cerrar un circuito desde distintos puntos del circuito. Un tipo especial es el conmutador de cruce que permite invertir la polaridad del circuito, lo usamos para invertir el giro de motores.

Alejandro Parra Moreno✓✓✓