notas

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CIRCUITOS ELÉCTRICOS EN CORRIENTE ALTERNA

Los circuitos con corriente alterna (c.a.) se calculan y analizan de diferente manera que los de c.c. aunque son circuitos en serie, paralelo o mixtos igualmente. Si quieres aprender a calcular circuitos en c.a. visita este enlace:

Los receptores en c.a. se dividen en 3 tipos diferentes, y el circuito al que se conectan queda establecido en función del receptor o receptores:

- Circuitos Resistivos: Solo tienen resistencia puras. Se llaman circuitos R.

- Circuitos Inductivos: Solo tienen bobinas puras. Se llaman L.

- Circuitos Capacitivos: Solo tienen condensadores puros. Se llaman C.

Este tipo de corriente es producida por los alternados y es la que se genera en las centrales electricas.La corriente que usamos en los enchufes o tomas de corriente de las viviendas es de este tipo. Este tipo de corriente es la más habitual porque es la más fácil de generar y transportar.

El alternador hace girar sus espiras (rotor) 50 veces cada segundo generando una onda de corriente y tensión senoidal o sinusoidal. Esta velocidad de giro se dice que tiene una frecuencia de 50Hz (vueltas por segundo). En américa es de 60Hz.

En este tipo de corriente, la intensidad varia con el tiempo (numero de electrones variable) y además, cambia de sentido de circulación 50 veces cada segundo (frecuencia de 50Hz). También la tensión generada entre los dos bornes (polos) varia con el tiempo en forma de onda senoidal (ver gráfica), por lo que no es constante.

Para saber como genera la corriente alterna (y la onda) y sus valores un alternador visita: generadores electricos.

Veamos como es la gráfica de la tensión en corriente alterna.

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Conmutadas

Las conmutadadas son circuitos eléctricos cuya misión es poder encender una o varias lámparas, pero desde 2 o más puntos diferentes.

Ojo estos circuitos llevan conmutadores. Los conmutadores por fuera son igual que los interruptores, pero por dentro tienen 3 bornes (contactos) en lugar de 2 que tendría un interruptor normal. Veamos un conmutador de 3 bornes:

Como has podido ver aquí ya necesitamos un conmutador de cruzamiento. Si queremos desde 4 sitios solo tendríamos que colocar otro conmutador de cruzamiento en el medio. Así, colocando más conmutadores de cruzamiento, podemos encender un receptor desde tantos puntos diferentes como queramos.

El avance de la tecnología ha llevado también a que estos equipos cuenten con un alto grado de sofisticación y por lo tanto sean muy sensibles a sobretensiones, cambios bruscos o ruido en las tensiones de alimentación. Esto ha hecho imprescindible el empleo de fuentes de alimentación reguladas que garanticen la estabilidad de la tensión que ingresa al equipo.

Por otra parte, para poder lograr potencias de salida del orden de los 100 Wats con las bajas tensiones requeridas por los transistores actuales (12 Volts) se requieren altas corrientes de alimentación (20 Amperios o más). Esto nos obliga a tomar determinadas precauciones (cables gruesos, bornes grandes, etc.) e impone un fuerte desafío en el diseño de las fuentes reguladas incrementando su costo.

Tal vez sea por estos motivos que la construcción casera de fuentes de alimentación reguladas no sea una práctica común entre los radioaficionados. Sin embargo la tecnología de las computadoras personales, y la gran reducción de costos que se ha venido observando en sus componentes, nos permite hoy armar en casa una fuente de alimentación regulada de características muy superiores a otras que se encuentran en el mercado a sólo una fracción del costo de una fuente comercial.

OBJETIVO GENERAL

Diferenciar entre una fuente común y una conmutada

Identificar las aplicaciones de una fuente conmutada tanto dentro como fuera de la industria

Conocer la perspectiva a corto, mediano y largo plazo de las fuentes conmutadas

OBJETIVO PARTICULAR

Conocer las características principales de una fuente conmutada

Identificar los componentes de una fuente conmutada

Diseñar una fuente conmutada

Conocer los procedimientos matemáticos para el diseño de una fuente conmutada

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Pilas y baterías:

Las pilas y las baterías son un tipo de generadores que se utilizan como fuentes de electricidad.

Las baterías, por medio de una reacción química producen, en su terminal negativo, una gran cantidad de electrones (que tienen carga negativa) y en su terminal positivo se produce una gran ausencia de electrones (lo que causa que este terminal sea de carga positiva).

Ahora si esta batería alimenta un circuito cualquiera, hará que por éste circule una corriente de electrones que saldrán del terminal negativo de la batería, (debido a que éstos se repelen entre si y repelen también a los electrones libres que hay en el conductor de cobre), y se dirijan al terminal positivo donde hay un carencia de electrones, pasando a través del circuito al que está conectado. De esta manera se produce la corriente eléctrica.

Una batería irá perdiendo su carga eléctrica constamente a lo largo del tiempo, tanto como un tercio al mes, se utilice o no. Las pilas en cambio no pierden la carga eléctrica, sino que debido a la degradación física de sus componentes pierde su capacidad para producir una corriente eléctrica .

La otra diferencia esencial es precisamente que en una pila ese proceso es irreversible, y cuando la pila pierde sus propiedades (que no su carga) ya no sirve más. En cambio una batería se puede volver a cargar aplicando una corriente eléctrica inversa que la devuelve a su estado anterior.

Por tanto, una pila es un generador primario —como lo es un alternador o un aerogenerador— que tiene capacidad de producir corriente eléctrica; mientras que la batería es un generador secundario que acumula de forma química una carga eléctrica que se ha producido previamente con un generador primario.

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video en donde se puede visualizar claramente el circuito en serie y en paralelo

Circuito Electrico ( En Serie y Paralelo) (Einbetten)

En los circuitos en serie los receptores se conectan una a continuación del otro, el final del primero con el principio del segundo y así sucesivamente. Veamos un ejemplo de dos lámparas en serie:

Este tipo de circuitos tiene la característica de que la intensidad que atraviesa todos los receptores es la misma, y es igual a la total del circuito. It= I1 = I2.

La resistencia total del circuito es la suma de todas las resistencias de los receptores conectados en serie. Rt = R1 + R2.

La tensión total es igual a la suma de las tensiones en cada uno de los receptores conectados en serie. Vt = V1 + V2.

Podemos conectar 2, 3 o los receptores que queramos en serie.

Si desconectamos un receptor, todos los demás receptores en serie con el, dejaran de funcionar (no puede pasar la corriente).

Son los circuitos en los que los receptores se conectan unidas todas las entradas de los receptores por un lado y por el otro todas las salidas. Veamos el ejemplo de 2 lámparas en paralelo.

Característica de los Circuitos en Paralelo

Las tensiones de todos los receptores son iguales a la tensión total del circuito. Vt = V1 = V2.

Las suma de cada intensidad que atraviesa cada receptor es la intensidad total del circuito. It = I1 + I2.

La resistencia total del circuito se calcula aplicando la siguiente fórmula: 1/Rt = 1/R1 + 1/R2; si despejamos la Rt quedaría:

Rt = 1/(1/R1+1/R2)

Todos los receptores conectados en paralelo quedarán trabajando a la misma tensión que tenga el generador.

Si quitamos un receptor del circuito los otros seguirán funcionando.

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un recuento sobre el tema

Introducción a circuitos electricos. Resistencia, Corriente, Voltaje. Ley de Ohm. (Einbetten)

CIRCUITO ELECTRICO BÁSICO.

Un circuito eléctrico es un conjunto de componentes eléctricos o electrónicos, tales como resistencias, bobinas, condensadores y fuentes de alimentación, conectados eléctricamente entre sí que permiten una circulación de electrones (corriente eléctrica). Con el propósito de generar, transportar o modificar señales eléctricas.

Si una corriente eléctrica circula desde un punto de partida, recorre un camino y vuelve ese mismo punto, podemos decir que se ha establecido un circuito eléctrico.

Elementos que forman un circuito.

Para que exista el mínimo circuito debemos de tener tres componentes:

Generador.

Es todo aparato o máquina capaz de producir corriente eléctrica a expensas de cualquier otro tipo de energía. Se distinguen dos tipos fundamentalmente:

Pilas y acumuladores: en estos generadores se obtiene electricidad a partir de la conversión de energía química en eléctrica.

Dinamos y alternadores: transforman energía mecánica en eléctrica. Se fundamentan en el principio de inducción electromagnética que dice: “si movemos un conductor, de forma que corte las líneas de fuerza de un campo magnético, se puede hacer circular en él una corriente de electrones.

Conductores.

Son los operadores que transportan la energía eléctrica, cables o pistas por donde circulan los electrones. Estos han de ser adecuados tanto en sección como en longitud, ya que en el caso de tener longitud excesiva o sección inadecuada influyen notablemente en la caída de tensión, Si el cable tiene una sección inferior a una densidad de 5 A por milímetro cuadrado puede llegar a recocerse y fundirse.

Funcionamiento.

El funcionamiento de un circuito eléctrico es siempre el mismo ya sea éste simple o complejo. El voltaje, tensión o diferencia de potencial (V) que suministra la fuente de fuerza electromotriz (FEM) a un circuito se caracteriza por tener normalmente un valor fijo. En dependencia de la mayor o menor resistencia en ohm () que encuentre el flujo de corriente de electrones al recorrer el circuito, así será su intensidad en amperios (A).

Una vez que la corriente logra vencer la resistencia (R) que ofrece a su paso el consumidor o carga conectada al circuito, retorna a la fuente de fuerza electromotriz por su polo positivo.

En la fig. EB68 izquierda se puede ver un circuito eléctrico compuesto por una fuente de fuerza< electromotriz (FEM), representada por una pila; un flujo de corriente< (I) y una resistencia o carga eléctrica (R). La imagen de la derecha es el mismo circuito eléctrico representado de forma esquemática.

Componentes adicionales.

Para que un circuito eléctrico se considere completo, además de incluir la imprescindible tensión o voltaje y tener conectada una carga o resistencia, generalmente se le incorpora también otros elementos adicionales como, por ejemplo, un interruptor de control que permita que al cerrarlo circule la corriente o al abrirlo deje de circular, así como un fusible que lo proteja de cortocircuitos.

1 Fuente de fuerza electromotriz (batería). 2 Carga o resistencia (lámpara). 3 Flujo de electrones (corriente eléctrica.) 4 Interruptor. 5 Fusible.

Elementos de control.

Los elementos que nos permiten manejar el circuito a voluntad son:

Interruptores: sirve para realizar las operaciones de apertura o cierre de un circuito.

Pulsadores: Son operadores que cierran el circuito cuando se presiona sobre

(Timbres, cerraduras eléctricas, etc.)

Conmutadores: su forma exterior es igual a los interruptores. Su función consiste en

cambiar (conmutar) la conexión de contacto entre un polo llamado común y

cualquiera de los otros dos.

Elementos de protección.

Son los elementos que protegen a los circuitos de sobrecargas (cortocircuitos), protegiendo también a las personas de posibles accidentes.

- Fusibles, Automáticos y Diferenciales

Circuito abierto.

Si el circuito se ha interrumpido no puede establecerse el paso de corriente.

Circuito cerrado.

Para que se establezca la circulación de corriente eléctrica, es necesario un recorrido cerrado.