Componentes y Funcionamiento de Circuitos Eléctricos

Elementos de un Circuito Eléctrico

Los componentes fundamentales de un circuito se clasifican según su función en el sistema:

• Generador: Transforma la energía de entrada. Es el elemento activo del circuito.
• Conductor: Cables que transportan las cargas eléctricas hasta los centros de consumo.
• Elementos de control: Dosifican la energía que se suministra al elemento de consumo.
• Elementos de protección: En caso de que algo falle, protegen el resto de la instalación.
• Acumulador: Dispositivo utilizado cuando es necesario almacenar la energía.

Condensadores

Efecto de un condensador en Corriente Continua (CC)

Al existir una tensión constante en CC, no hay paso de corriente y el condensador actúa como una resistencia infinita (circuito abierto).

Efecto en Corriente Alterna (CA)

Tiene un efecto doble:

• Introduce una nueva resistencia llamada impedancia (Xc), que es inversamente proporcional a la capacidad del condensador.
• Produce un desfase, haciendo que la intensidad (I) se adelante respecto a la tensión (T).

Bobinas

• Efecto en Corriente Continua (CC): Se comporta como un cortocircuito.
• Efecto en Corriente Alterna (CA): Presenta un comportamiento análogo al del condensador (generación de impedancia y desfase).

Pilas

Pilas Húmedas

Constan de dos compartimentos separados por un tabique poroso. El cátodo es de cobre (Cu) y el ánodo es de zinc (Zn). Su fuerza electromotriz es de 1.1V.

Reacción química: Zn + CuSO4 → Cu + ZnSO4

Pilas Secas

Consisten en un cilindro de zinc que actúa como ánodo, mientras que el cátodo es de grafito. En el interior lleva una pasta negra y el recipiente va tapado con resina. Su fuerza electromotriz es de 1.5V.

Baterías

Batería de Plomo (Pb)

Es la que utilizan los automóviles para suministrar energía al motor de arranque. A medida que se va descargando, disminuye su fuerza electromotriz.

• Capacidad: Entre 10 y 20 A-h.
• Rendimiento: 94% - 98%.
• Tensión: 12.5V.

Reacción química: Pb + PbO2 + H2SO4 → 2PbSO4 + 2H2O

Elementos de Control y Protección

Elementos de Control

Permiten modificar la potencia eléctrica que se entrega desde el generador hasta el punto de consumo. Existen dos tipos:

1. Aquellos que cortan la corriente o la dejan pasar.
2. Aquellos que regulan la potencia.

Dispositivos comunes:

• Interruptores: Poseen 2 puntos de conexión y tienen 2 posiciones.
• Conmutadores: Poseen 3 o más puntos de conexión y 2 posiciones.
• Pulsadores: Tienen 2 conexiones externas, pero solo una es estable.
• Relé: Consta de una bobina por donde circula una corriente, generando un campo magnético que atrae una lámina de metal para poner en contacto las dos conexiones exteriores.

Elementos de Protección

Aíslan la instalación en los puntos donde se produce una situación anómala:

• Sobrecargas: Ocurren cuando se consume una corriente mayor a la nominal. Si la sobrecarga dura mucho tiempo, la instalación puede estropearse. Para evitarlas se usan interruptores térmicos.
• Cortocircuito: Se produce cuando un conductor hace contacto directo con otro. Para evitar daños se emplean:
  • Interruptores magnéticos: Abren el circuito cuando la corriente es muy elevada.
  • Fusibles: Constan de un hilo que se funde si la corriente aumenta, quedando inutilizado el componente.
• Contacto indirecto: Sucede cuando un cable hace contacto con la carcasa de un equipo, lo que puede ocasionar daños al tocarlo. Para evitarlo se debe:
  • Aislar las partes metálicas.
  • Reducir la tensión hasta 24V.
  • Conectar las carcasas a la toma de tierra.