Fundamentos del Circuito Eléctrico y Métodos de Generación de Electricidad

1. El Circuito Eléctrico y la Generación de Electricidad

1.1. El Circuito Eléctrico

Las condiciones necesarias para que se forme un circuito eléctrico básico son:

• Un generador: Se encarga de generar una diferencia de cargas o tensión entre sus dos polos.
• Un conductor: Permite que fluyan los electrones de una parte a otra del circuito.
• Un receptor o aparato eléctrico: Transforma la energía eléctrica en energía calorífica, luminosa, etc., a través del movimiento de electrones.

El generador separa las cargas en su interior gracias a la fuerza electromotriz, tomando electrones de una placa y depositándolos en otra. La placa de la que se extraen los electrones queda cargada positivamente, mientras que la placa donde se depositan se carga negativamente, formando el polo positivo y negativo del generador. Entre dichos polos aparece una diferencia de cargas o tensión eléctrica que atrae a los electrones hacia el polo positivo.

Los electrones no pueden fluir directamente de un polo a otro a través del generador, ya que la fuerza electromotriz es ligeramente mayor que la fuerza provocada por la tensión. El único camino posible es a través del conductor, atravesando el receptor hasta llegar al polo positivo. La fuerza electromotriz del generador continúa separando las cargas, y la tensión en bornes de la pila las repone a través del receptor en un movimiento continuo, completando así el circuito eléctrico.

1.2. Formas de Producir Electricidad

El generador es el encargado de producir la electricidad, aprovechando algún fenómeno físico para desarrollar una determinada fuerza electromotriz que separa las cargas entre sus polos y crea una diferencia de potencial o tensión.

1.2.1. Producción de Electricidad por Frotamiento

1.2.2. Producción de Electricidad por Reacción Química

Las pilas y acumuladores son generadores que producen electricidad aprovechando la energía liberada en determinadas reacciones químicas.

1.2.3. Producción de Electricidad por Presión

Algunos materiales, como los cristales de cuarzo, generan una tensión eléctrica entre sus caras cuando son golpeados o presionados.

1.2.4. Producción de Electricidad por Acción de la Luz

Mediante células fotovoltaicas es posible transformar directamente la energía luminosa en energía eléctrica. La célula fotovoltaica se construye con materiales semiconductores sensibles a la luz. Al incidir energía luminosa en estos semiconductores, se produce el desprendimiento de electrones en las últimas órbitas de sus átomos, provocando una diferencia de cargas entre sus caras.

1.2.5. Producción de Electricidad por Acción del Calor

Algunos cuerpos poseen propiedades termoeléctricas, y con ellos se pueden construir pares termoeléctricos. Estos constan de dos metales distintos y unidos, que al ser calentados manifiestan una diferencia de potencial entre sus extremos. La energía eléctrica producida mediante este sistema es muy pequeña. Este fenómeno se utiliza para fabricar termopares para la construcción de termómetros. El efecto Peltier consiste en hacer circular una corriente continua por los dos termopares, lo que provoca un aumento de temperatura en uno de los puntos de unión y una disminución en el otro.