1 .LA FUERZA ELECTROMOTRIZ (FEM).

El trabajo realizado para mover la carga eléctrica recibe el nombre de fuerza electromotriz (fem).

La fem es el trabajo que tiene que realizar el generador para que se muevan las cargas del circuito. Sea q la cantidad de carga que pasa por cualquier sección del circuito en un intervalo de tiempo determinado, y T el trabajo realizado por el generador; la fem viene dada por:

E = T

q

La unidad de fem es el voltio =

v = 1J

1C

No hay que confundir el concepto fem con el de diferencia de potencial. La fem es la causa del movimiento de las cargas dentro del propio generador, mientras que la diferencia de potencial es la causa del movimiento de las cargas en el resto del circuito. Por tanto, un generador o fuente de fem es un dispositivo que transforma energía eléctrica.

Está se presenta manteniendo constante una diferencia de potencial entre los bornes del generador. Esta diferencia se denomina tensión, se simboliza por U.

La corriente eléctrica.

En un conductor metálico aislado como, por ejemplo, un trozo de cobre, los electrones más externos de cada átomo se mueven libremente por el metal, es decir, no tienen una dirección privilegiada. Pero si los extremos de ese trozo de cobre los conectamos a una pila eléctrica, en el sentido de menor a mayor potencial.

Los efectos de la corriente eléctrica son:

Efecto calorífico, por el paso de corriente.

Magnético

Luminoso, por el paso de gases y semiconductores.

Químico, por el paso de disoluciones conductoras.

Fisiológico, que afecta a hombres y animales.

Circuito eléctrico abierto (sin  carga o resistencia). Por tanto, no se establece la circulación de la corriente eléctrica desde la fuente de FEM (la batería en este caso). 

Circuito eléctrico cerrado, con una carga o resistencia acoplada, a través de la cual se establece la circulación de un flujo de corriente eléctrica desde el polo negativo hacia el polo positivo de la fuente de FEM o batería.

Máquinas electromagnéticas. Generan energía eléctrica utilizando medios magnéticos y mecánicos. Es el caso de las dinamos y generadores pequeños utilizados en vehículos automotores, plantas eléctricas portátiles y otros usos diversos, así como los de gran tamaño empleado en las centrales hidráulicas, térmicas y atómicas, que suministran energía eléctrica a industrias y ciudades.

·    CONDUCTOR ELÉCTRICO

Se define un conductor eléctrico como aquel material que en el momento en el cual se pone en contacto con un cuerpo cargado eléctricamente, trasmite la electricidad a todos los puntos de su superficie. Son elementos que contienen electrones libres en su interior por lo que facilitan el desplazamiento de las cargas en el material. Los mejores conductores eléctricos son los metales y sus aleaciones, aunque existen materiales no metales que tienen la propiedad de conducción de la electricidad, un ejemplo de esto es el grafito y la soluciones salinas. La comisión electrónica Internacional en el año 1913 adopto la conductividad eléctrica del cobre como una referencia para obtener la magnitud y se dice que es reconocida a 20 grados como 0,58108 S/m, este valor es reconocido como el valor estándar del cobre recocido o IACS, de ahí en adelante la conductividad de otros materiales se representa como un porcentaje de la IACS. Los valores de conductividad de ciertos metales están por debajo del 100% mientras que en el caso de otros, como la plata, tienen valores superiores debido a su gran conductividad. Para transportar la energía eléctrica en las residencias y en otros lugares, se utiliza el cobre como material conductor y en otras ocasiones se utiliza el aluminio, aunque la ventaja del aluminio frente al cobre es que es un material mucho más denso y por lo tanto es utilizado en líneas de tensión de longitudes extensas, en otros casos más especiales se utiliza el oro como material conductor.

Plata 1.59 x 10-8

Cobre 1.70 x 10-8

Oro 2,44 x 10-8

·         RESISTENCIA ELÉCTRICA

Resistencia eléctrica es toda oposición que encuentra la corriente a su paso por un circuito eléctrico cerrado, atenuando o frenando el libre flujo de circulación de las cargas eléctricas o electrones. Cualquier dispositivo o consumidor conectado a un circuito eléctrico representa en sí una carga, resistencia u obstáculo para la circulación de la corriente eléctrica.

A.- Electrones fluyendo por un buen conductor eléctrico, que ofrece baja resistencia. B.- Electrones fluyendo por un mal conductor.eléctrico, que ofrece alta resistencia a su paso. En ese caso los electrones chocan unos contra otros al no poder circular libremente y, como consecuencia, generan calor. Normalmente los electrones tratan de circular por el circuito eléctrico de una forma más o menos organizada, de acuerdo con la resistencia que encuentren a su paso. Mientras menor sea esa resistencia, mayor será el orden existente en el micromundo de los electrones; pero cuando la resistencia es elevada, comienzan a chocar unos con otros y a liberar energía en forma de calor. Esa situación hace que siempre se eleve algo la temperatura del conductor y que, además, adquiera valores más altos en el punto donde los electrones encuentren una mayor resistencia a su paso. 2. FUENTES  DE VOLTAJE FUENTES IDEALES Fuentes independientes: Son aquellas cuyas características no dependen de ninguna otra variable de red, aunque pueden variar con el tiempo. Fuente de tensión o voltaje: Aquella en la que el valor de su voltaje es independiente del valor o dirección de la corriente que lo atraviesa. Impone el voltaje en sus bornas, pero la corriente que lo atraviesa estará impuesta por la red o circuito al que esté conectado. Representación: Cuando el voltaje es nulo, la característica I-V es igual a la de una resistencia nula (CORTOCIRCUITO). Es decir, anular un generador de voltaje ideal es sustituirlo por un cortocircuito, o bien, la resistencia interna de un generador ideal de voltaje es nula. Fuente de corriente: Son aquellas en las que el valor y la dirección de la corriente que circula a través de ella es independiente del valor y polaridad del voltaje en sus terminales. Impone la corriente de rama, pero el voltaje en sus bornas estará impuesto por la red a la que esté conectado. Representación: Cuando la corriente es nula, la característica I-V es igual a la de una conductancia nula (resistencia infinita, CIRCUITO ABIERTO). Es decir, anular un generador de corriente ideal es sustituirlo por un circuito abierto; su resistencia interna es infinita (conductancia nula). Las fuentes son elementos activos, aunque pueden absorber energía. EJEMPLO: Generador 1:   (entrega energía: signo negativo de la potencia) Generador 2:  (absorbe energía, se está cargando) Resistencia:  (absorbe energía, disipa calor) La suma total de potencias es cero (la energía que cede un generador la reciben la resistencia y el otro generador). FUENTES DEPENDIENTES O CONTROLADAS Son aquellas cuyo valor de salida es proporcional al voltaje o corriente en otra parte del circuito. La tensión o corriente de la que dependen se llama VARIABLE DE CONTROL. La constante de proporcionalidad se denomina GANANCIA. Existen cuatro tipos: Fuente de voltaje controlada por voltaje (FVCV) Fuente de voltaje controlada por corriente (FVCC) Fuente de corriente controlada por voltaje (FCCV) Fuente de corriente controlada por corriente (FCCC) FUENTES NO IDEALES Las fuentes no ideales incluyen disipación interna, van a tener una resistencia de pérdidas. Fuente no ideal de voltaje: fuente de voltaje ideal con una resistencia en serie. Fuente no ideal de corriente: fuente de corriente ideal con una resistencia (conductancia) en paralelo. En realidad, ambos modelos pueden INTERCAMBIARSE en el estudio de circuitos. Para ver esto, conectamos una red arbitraria y vemos su equivalencia: Se trata de que en ambos casos I0 y V0 sean iguales: Para que ambas ecuaciones sean iguales: 3. MATERIALES CONDUCTORES DE CORRIENTE COBRE: Símbolo: Cu. Densidad: 8.9 Kg/dm3 Resistencia Específica ρ: 0.0178 Conductividad: 56 Punto de Fusión: 1085 °C Propiedades: El cobre es, después de la plata, el metal que tiene mayor conductividad eléctrica; las impurezas, incluso en pequeña cantidad, reducen notablemente dicha conductividad. También después de la plata el cobre es el metal que mejor conduce el calor. No es atacado por el aire seco; en presencia del aire húmedo, se forma una platina (Carbonato de Cobre), que es una capa estanca, que protege el cobre de posteriores ataques. Aplicaciones: El cobre puro, con un grado de pureza del 99.9%, se fábrica generalmente por procedimientos electrolíticos. Su denominación normalizada es KE-CU (Cobre Catódico). Industrialmente, solo se emplea como material conductor cobre electrolítico. El cobre Electrolítico se emplea en electrotecnia especialmente como material conductor para líneas eléctricas y colectores y como material de contacto en interruptores de alta tensión. Se utiliza también, por su elevada conductividad térmica, por ejemplo en equipos de soldadura, tubos de refrigeración y superficies de refrigeración de semiconductores. Además, el cobre electrolítico es un componente importante de las aleaciones de cobre. ALUMINIO: Símbolo: Al. Densidad: 2.7 Kg/dm3 Resistencia Específica ρ: 0.0278 Conductividad: 36 Punto de Fusión: 658 °C Propiedades: El aluminio presenta buena conductividad eléctrica y es también buen conductor del calor. Es fácil de conformar por laminado y estirado. Su resistencia es ala tracción, modelando, es de 90 a 120 N/mm2 y laminado en caliente de 130 a 200 N/mm2. A la inversa, el alargamiento, varía entre 35 y 3%. El aluminio se puede alear fácilmente con otros metales. Sometido a la acción del aire, se cubre de una capa de óxido, que debido a su estanqueidad protege de oxidación ulterior al metal situado bajo la misma, por lo que el aluminio es resistente a la corrosión. El aluminio se puede estañar y soldar. Como material conductor se emplea exclusivamente aluminio puro (99,5 % Al). El aluminio purísimo (Krayal) contiene 99,99999 % Al: su conductividad aumenta al bajar su temperatura, hasta, a 4,2 K. Aplicaciones: El aluminio puro se emplea, debido a su resistencia a la corrosión y a su baja densidad, para revestimientos de cables. Su buena deformabilidad lo hace apropiado para láminas de condensadores, su buena colabilidad para jaulas de rotores y su buena conductividad para líneas aéreas. CONCLUSIONES Los mejores conductores son los elementos metálicos como el cobre que es más conductor que el aluminio, pero menos que la plata y que el oro. Para los elementos conductores y aislantes se rigen por diferentes escalas de medidas o diferentes constantes. Por lo que los hace diferentes de los otros como total mente inversos como son los aislantes de los conductores, como ya había dicho antes los materiales que tienen la facilidad de transmitir carga de un objeto a otro estos son los mencionados conductores; y los que evitan el contacto entre las diferentes partes conductoras son los mencionados aislantes que tienen una resistencia muy elevada al paso de la corriente. Tipos de toma corriente  TERMINALES