Sistemas Electricos

La corriente eléctrica puede definirse como la acumulación o el desplazamiento de electrones a través de en un material.Esta se genera cuando los electrones saltan de un átomo otro y comienzan a circular, cuando un átomo gana un electrón, automáticamente pierde uno que salta al átomo siguiente. En algunos casos un elemento pierde electrones los cuales se acumulan en otro, un elemento queda con falta de electrones (cargado positivamente) mientras que otro elemento ha ganado electrones (cargado negativamente). Si tocamos estos 2 elementos compensan o igualan su carga eléctrica y se neutralizan (se produce un proceso inverso)

Materiales Conductores y aisladores

De todos los materiales que existen en la naturaleza, algunos son mas aptos al pasaje de los electrones, en cambio otros lo dificultan y en algunos casos hasta lo impiden.Denominamos materiales conductores a aquellos que permiten la circulación de la corriente eléctrica. Mientras que denominamos materiales aisladores a aquellos que impiden la circulación de la corriente eléctrica.Dentro de los conductores existen diversas calidades, propias del material, el mejor conductor es el oro, pero por el costo se utiliza el cobre o aluminio.Dentro de los conductores que se utilizan en instalaciones existen dos tipos fundamentales:Tipo cable: tiene muchos filamentos, es flexible y se utiliza para instalaciones fijas o artefactos eléctricos.Tipo alambre: tiene un solo filamento de alambre, se aplica en tableros o conexiones especiales.

Llamaremos sistemas eléctricos a todo conjunto organizado de elementos interconectados con el fin de transmitir, controlar y transformar la energía eléctrica en otros tipos energía: calor, luz, radiación, sonido o movimiento.

El esquema de un circuito eléctrico general (no en bloques funcionales) es el siguiente:

Todo circuito eléctrico, electrónico o electromecánico está constituido por uno o un conjunto de dispositivos "actuadores", que representan para la fuente la "car­ga", es decir, convierten la energía eléctrica que reciben de ésta, por medio de la circulación de electrones, en otro tipo de energía como los arriba mencionados. Si ese tipo de energía es directamente interpretable como mensaje, a través de, por ejemplo, un display numérico que emite luz, o un sonido, pero en formatos o códi­gos preestablecidos, interpretamos a esa energía como una información.
Los circuitos eléctricos son sistemas abiertos porque la energía va desde la fuente de energía y se gasta en el consumo.
Toda corriente en un circuito eléctrico debe describir un recorrido con forma de camino cerrado que atraviese la fuente de energía y el elemento que la consume. Entonces para que nuestro sistema eléctrico funcione, debe contar con las siguientes condiciones (además de los materiales apropiados):
1) Poseer un elemento que funcione como fuente de energía. (flujo de energía)
2) Poseer un elemento que consuma o transforme la energía eléctrica aportada por el generador.
3) Un elemento conductor que atraviese o una la fuente de energía con el elemento que la consume.
4) Que el recorrido tenga forma de camino cerrado.

Actuadores eléctricos

Bajo el concepto de actuador de tipo eléctrico abarcamos a todos aquellos dis­positivos que ejercen una acción, resultado de la aplicación de energía eléctrica sobre él y su transformación en la misma u otra magnitud física, generalmente con una función en un sistema o subsistema eléctrico, electromecánico, electro­magnético o lumínico, según el fin buscado. En el siguiente cuadro se sintetiza la mayoría de los dispositivos existentes según su tipo.

Fuentes de alimentación

Las fuentes de alimentación son dispositivos que generan o transforman energía eléctrica que, al ser aplicada a un circuito o dispositivo eléctrico, gene­ra una corriente eléctrica (de electrones).

Se presenta a continuación una, tabla donde se resumen las fuentes de ener­gía eléctrica usualmente conocidas y utilizadas.

FUENTE DE ALIMENTACIÓN
El movimiento aplicado a una bobina dentro de un imán, genera corriente eléctrica por efecto electromagné­tico en esa bobina. Según el modo constructivo generará corriente alterna o continua.

Un transformador transforma tensión eléctrica de un valor (medido en voltios) en cualquier otro valor, aumentándola o disminuyéndola. Existen para todo tipo de voltajes y aplicaciones, para tensiones de red (220 V en aplicaciones genera­les), o circuitos electrónicos o de muy alta tensión (hasta 500.000 voltios). Po­demos representar al transformador como una "caja negra", si nuestro interés es sólo simbolizar la función dentro del sistema de entregar energía eléctrica. Pe­ro si nuestro objeto de estudio son los dispositivos electromagnéticos y sus prin­cipios de funcionamiento, entramos en aquella caja negra para "ver" sus subsis­temas componentes, como en este ejemplo del siempre presente transformador.

Todo transformador está conformado por dos (o más) bobinas independientes de alambre de cobre aislado (esmaltado, etc.), donde al pasar la corriente eléc­trica por la primera ("primaria"), genera ("induce") a su alrededor un campo mag­nético. Una segunda bobina de alambre dentro del campo magnético de la ante­rior ("inducida") vuelve a generar corriente eléctrica en la segunda bobina ("se­cundaria"), proporcional al número de espiras respecto de la primaria. Un trans­formador puede tener varias bobinas secundarias para obtener distintas tensio­nes, independientes entre sí, o derivaciones, para distintas tensiones (no inde­pendientes, sino unas respecto de otras). También tienen los transformadores generalmente un "núcleo" de chapas metálicas o de "ferrita" (compuesto de hie­rro y de carbón) para concentrar la inducción electromagnética. Entrando a la ca­ja negra del transformador, se nos presentan estos elementos componentes:

La Tensión (U) moviliza a los electrones y los hace circular por el conductor. La cantidad de electrones movilizada se llama intensidad (I) y depende directamente de la tensión aplicada Mayor tensión mayor intensidad. Otro factor que regula la intensidad es la resistencia (R) del conductor, que lo hace en forma inversa. A mayor resistencia menor intensidad.

Tensión eléctrica:Lo que llamamos tensión es, de alguna manera, la fuerza que provoca que la corriente eléctrica fluya por el circuito.
Cuando conectamos un circuito a una fuente de energía eléctrica se produce una caída de tensión en cada uno de los elementos que componen el circuito.
Para poder medir el voltaje se utiliza un voltímetro conectado siempre en paralelo al elemento a medir.


Corriente eléctrica o intensidad de corriente:
Es la cantidad de electrones que atraviesa una sección de un conductor en un instante dado.
Para poder medir la intensidad se utiliza un amperímetro conectado siempre en serie para que de esta forma la corriente circule a través del mismo

Resistencia eléctrica:
Todos los elementos oponen cierta resistencia al paso de la corriente eléctrica. La resistencia es la propiedad de los elementos de oponerse al paso de la corriente. La resistencia puede ser muy baja, como en los cables de cobre que permiten el paso fluido de corriente, o ser muy alta, como los objetos de goma, que no dejan pasar la corriente.

CIRCUITO SERIE Y PARAlELO
Existen dos tipos o formas de conexión elementales, ellas son la conexión en serie, y la conexión en paralelo.Llamamos conexión en serie a aquella en donde la corriente eléctrica dispone de un solo camino para circular, y si este se interrumpe la corriente no puede circular

Llamamos conexión en paralelo a aquella donde la corriente dispone de dos o más caminos para circular, y si uno de ellos se interrumpe no se verá afectado el funcionamiento de los demás.

Cuando hablamos de corriente eléctrica debemos distinguir 2 tipos. Corriente alterna y corriente continúa.Como dijimos anteriormente la corriente eléctrica es el desplazamiento de esas pequeñas partículas llamadas electrones a través de un conductor.Este desplazamiento se puede realizar en un solo sentido durante todo el tiempo que circula, en este caso decimos que la corriente es continua.Este tipo de corriente es generada comúnmente por acción química, y podemos encontrarla en pilas, baterías, y también en células fotovoltaicas (paneles solares). No solo se obtiene en forma química también se obtiene de generadores llamados dínamos, y su forma de producción es por medios electro-magnéticos.
También podemos encontrar que el desplazamiento de electrones no se realiza en un solo sentido (va y vuelve constantemente). En el caso del suministro eléctrico en Argentina cambia de sentido 50 veces por segundo, a esta variación se la llama frecuencia.Además de cambiar el sentido la corriente alterna cambia de intensidad, es decir, de valor. Pasa de valor cero a un máximo y vuelve a cero en los 2 sentidos. Aunque el voltímetro y amperímetro marquen un valor constante.Este tipo de corriente es proporcionada por generadores llamados alternadores, ubicados en grandes plantas generadoras, por ejemplo en complejos hidroeléctricos como "El Chocón" y "Yaciretá".Es el tipo utilizado en viviendas, comercios e industria, por capacidad de aplicación practica superior a la continua.