Circuitos eléctricos: Elementos activos y pasivos.
1. Elementos activos en un circuito eléctrico. Generadores.
Los generadores eléctricos son dispositivos cuya misión es convertir en energía eléctrica una energía de otro tipo diferente, que puede ser principalmente: solar, química, eólica, nuclear, hidráulica o de un carburante.
1.1. Generadores de tensión continua.
Hay tres grandes grupos: electroquímicos, solares, electromagnéticos.
1.1.1. Generadores electroquímicos.
Convierten la energía desprendida en una reacción electroquímica en energía eléctrica. Estas reacciones son de oxidación-reducción; es decir, reacciones en las que experimentan variación los números de oxidación de dos o más elementos. Estos generadores constan de dos electródos: cátodo y ánodo. Los generadores electroquímicos se clasifican en:
Pilas: a medida que se va produciendo energía eléctrica se van consumiendo los reactivos, con lo que llega el momento en el que la pila se agota sin poder regenerarse de nuevo. Pueden ser húmedas y secas.
Baterías: estas pueden recargarse de nuevo una vez descargadas, haciendo pasar a través de ellas una corriente en sentido contrário.
1.1.2. Generadores solares.
Se genera corriente contínua en los paneles solares, a partir de la energía proveniente del Sol.
1.1.3. Generadores electromagnéticos.
Conocidos como dinamos, estos generadores son máquinas eléctricas rotativas que transforman la energía mecánica de rotación de un eje en energía eléctrica, siendo la corriente obtenida contínua. Inducción electromagnética, que consiste en la aparición de una corriente (corriente inducida) en un conductor.
1.2. Generadores de tensión alterna.
Son los generadores más utilizados. La corriente eléctrica alterna se produce mediante un tipo de máquinas eléctricas rotativas, llamadas máquinas síncronas, que convierten la energía mecánica de rotación en energía eléctrica de corriente alterna.
2. Acumuladores eléctricos.
Los acumuladores de energía eléctrica tienen la misión de almacenar este tipo de energía para su utilización posterior. Solo se puede almacenar energía eléctrica de forma eficiente en el modo de corriente contínua.
4. Leyes de Kirchhoff.
Red: es un conjunto de conductores, resistencias y generadores, unidos entre si de forma arbitrária, de manera que por ellos circulan corrientes de distintas intensidades.
Nudo: es un punto de la red donde concurren más de dos conductores.
Rama: es la parte de la red comprendida entre dos nudos consecutivos y recorrida por la misma intensidad de corriente.
Malla: es todo circuito conductor cerrado que se obtiene partiendo de un nudo volviendo a él, sin pasar dos vecer por una misma rama.
4.1. Primera ley de Kirchhoff (regla de los nudos).
La suma algebráica de las intensidades de corriente que concurre en un nudo es igual a 0: ∑ Ii = 0.
4.2. Segunda ley de Kirchhoff (regla de las mallas).
La suma algebráica de las tensiones en los elementos pasivos de una malla es igual a la suma algebráica de las fuerzas electromotrices que en ellas se encuentran: ∑ Ei = ∑ Vi
4.3. Aplicación práctica de las leyes de Kirchhoff.
Conviene tener en cuenta los siguientes puntos:
1º. Asignar un valor y un sentido a las intensidades de corriente desconocidas. Al resolver el sistema alguna intensidad resulta negativa.