Principios Basicos De La Electricidad

PRINCIPIOS BASICOS ELECTRICOS


1.1.- ANTECEDENTES


El arte de explicar o describir un fenómeno eléctrico, así como el comprenderlo, llega a ser algo sumamente difícil. Esto es debido, en gran parte a la naturaleza abstracta de la electricidad. Aún hoy, con todos los avances de la ciencia, la electricidad sigue siendo un misterio de la naturaleza y sólo es explicable mediante teorías quepermiten hacer aproximaciones. Sin embargo, la electricidad constituye para la mente humana un ente difícil de visualizar y sólo se han podido hacer concreciones sobre sus efectos y su comportamiento.

Debido a esta peculiaridad de la electricidad, ha sido necesario desarrollar métodos matemáticos y gráficos para explicar ciertos fenómenos eléctricos, ya que el escribir o hablar de ellos, esinadecuado para reproducir en la mente tales fenómenos. Uno de estos métodos alternativos auxiliares es el ANÁLISIS FASORIAL, que es una técnica matemática y gráfica que permite ver las relaciones espaciales y angulares de las magnitudes eléctricas. Es útil porque da la facilidad de analizar en poco tiempo y con buena precisión el resultado de combinar determinados parámetros eléctricos.

Paraentenderlo mejor, haremos un recorrido por los conceptos básicos de potencia, energía eléctrica y factor de potencia (Elect. Básica, ref.-02), para la aplicación del ANÁLISIS FASORIAL del cual surgen los modelos matemáticos para la cuantificación de la energía eléctrica cada una con sus cualidades para las diferentes necesidades de medición.

1.2.- CONCEPTOS ELECTRICOS FUNDAMENTALES

PotenciaEléctrica

Una forma sencilla de comprender lo que es potencia y energía eléctrica, consiste en analizar primero el significado mecánico de estos conceptos, por lo que iniciaremos hablando sobre ello. Cuando una persona utiliza su fuerza para mover un objeto, por ejemplo una caja, está efectuando un trabajo desde el punto de vista físico. La magnitud de este trabajo dependerá de la fuerza aplicaday de la distancia que se desplace el objeto en cuestión.

Por definición, se realiza un TRABAJO MECANICO cuando al aplicar una FUERZA (F) a un cuerpo, se desplaza una DISTANCIA (D), siendo su valor:

TRABAJO = FUERZA x DISTANCIA
T = F*D

Un mismo trabajo puede efectuarse en mucho o poco tiempo, dependiendo de la POTENCIA que se emplee. A menor tiempo mayor potencia y a mayor tiempo menorpotencia. Por lo tanto, podemos definir la potencia mecánica como la rapidez con que se hace Trabajo, o sea:



Una vez que hemos comprendido estos conceptos mecánicos, podemos entrar a estudiar los términos eléctricos necesarios para la elaboración de esta memoria de trabajo, iniciando con la potencia eléctrica. De manera análoga a la potencia mecánica, la POTENCIA ELECTRICA se define como larapidez con que se hace un TRABAJO ELECTRICO.

En electricidad, la fuerza aplicada es el VOLTAJE y lo que se desplaza son ELECTRONES. De manera análoga a un circuito hidráulico, en el que se necesita una presión para que establezca una corriente de agua por una trayectoria libre, en un circuito eléctrico es necesaria una diferencia de potencial para producir el trabajo de mover los electrones deun punto a otro a través de un medio conductor, es decir, para establecer una corriente eléctrica.

Por lo tanto para calcular el TRABAJO ELECTRICO debemos sustituir la fuerza por el VOLTAJE y la distancia por los electrones, que a su vez quedan representados como una carga eléctrica.
TRABAJO ELECTRICO = VOLTAJE x CARGA ELECTRICA

En vista de esto, se tendrá que la POTENCIA ELECTRICA es dadapor:



Como a la CARGA ELÉCTRICA que pasa por segundo a través de un conductor es, por definición la CORRIENTE ELECTRICA, tendremos que:

POTENCIA ELECTRICA = VOLTAJE x CORRIENTE

Recuérdese que la corriente existe en dos formas básicas: la continua y la alterna. La corriente que producen los generadores de potencia en las plantas de CFE es una corriente alterna, esto es, una...