Generadores de Corriente Eléctrica

Los generadores de corriente eléctrica son todas aquellas máquinas que transforman cualquier tipo de energía en electricidad.

Todos los generadores están constituidos internamente por un circuito que ofrece una cierta resistencia al paso de los electrones, que se denomina resistencia interna y se designa por la letra minúscula r. Este valor es, en ocasiones, muy pequeño y en muchos casos se suele despreciar. En esta resistencia, una parte muy pequeña de la energía eléctrica se transforma en calor (E_c) por el efecto Joule. Su valor es:

E_c = I² x r x t

Despreciando este valor, la fuerza electromotriz (FEM) del generador es igual a la diferencia de potencial (ddp) entre sus bornes.

Tipos de Generadores

Según el tipo de energía eléctrica obtenida, existen, principalmente, dos tipos de generadores:

• Generadores de corriente continua: Se caracterizan porque la intensidad de la corriente que generan siempre va en el mismo sentido. Los más importantes son:
  • Dinamos: Aprovechan la energía mecánica de rotación de alguna rueda o similar para producir electricidad.
  • Placas fotovoltaicas: Aprovechan la luminosidad del sol para convertirla en energía eléctrica, gracias al efecto fotovoltaico.
• Generadores de corriente alterna: Se caracterizan porque los electrones se mueven a lo largo del conductor en un sentido y al instante siguiente hacia el otro. Ello se debe a que la polaridad del generador está cambiando constantemente de signo, pasando de un valor positivo a uno negativo y viceversa.

Acoplamiento de Generadores

A veces suele ocurrir que en un mismo circuito hay acoplado más de un generador. El resultado final dependerá de la forma del acoplamiento. En un circuito eléctrico sencillo, los generadores se pueden acoplar de tres formas: en serie, en paralelo y mediante acoplamiento mixto.

Acumuladores de Corriente Eléctrica

Los acumuladores de corriente son dispositivos eléctricos que sirven para almacenar energía eléctrica.

Los más empleados son: condensadores (con muy pequeña capacidad), pilas y baterías formadas por pilas o celdillas que funcionan como tales, conectadas en serie, en paralelo o en forma mixta y que suelen ser recargables.

Condensadores

Constan de dos placas conductoras separadas entre sí mediante un dieléctrico (material aislante). Los condensadores, cuando se cargan, se comportan como un receptor en el que la placa conectada al borne negativo del generador se carga de electrones y la otra, conectada al positivo, de carga positiva (cationes). Cuando se descargan, se comportan como generadores, pero no existe circuito cerrado a través del dieléctrico, ya que el condensador tiene un aislante en su interior. La corriente cesa muy rápidamente. Los condensadores, una vez cargados, no dejan pasar la corriente continua estable, solo la alterna (corriente variable). Existen condensadores de diversos tipos y son muy empleados en electrónica y electricidad.

Capacidad de un Condensador

La cantidad de carga (en culombios) que puede almacenar un condensador es igual a:

Q = C x V

• C: capacidad del condensador (en faradios)
• V: voltaje (en voltios)
• Q: carga del condensador (en culombios)

La unidad de capacidad es el faradio (F). Como es excesivamente grande, normalmente se emplean submúltiplos, como el microfaradio (1 μF = 10^-6 F).

Acoplamiento de Condensadores

Existen las siguientes configuraciones de acoplamiento:

• SERIE
• PARALELO
• MIXTO

Pilas y Baterías

Las pilas y baterías son acumuladores que transforman la energía eléctrica en energía química. Tienen la cualidad de trabajar también como generadores de corriente eléctrica, transformando la energía química en energía eléctrica. Su rendimiento puede superar el 90%.

Características de las Pilas y Baterías

• Resistencia interna: Las pilas, en su interior, transportan electrones desde el polo positivo hasta el polo negativo (a través del electrólito), gracias a su energía interna. Este electrólito ofrece una resistencia al paso de la corriente que se denomina resistencia interna (r). Este valor es constante para cada pila o batería.
• Capacidad: Es la cantidad de electricidad que puede suministrar la pila o batería en una descarga completa. Se mide en amperios hora (Ah) o miliamperios hora (mAh). Además, 1 Ah = 3600 culombios (C). La capacidad depende de las dimensiones y materiales con los que esté fabricada.
• Fuerza electromotriz (e): Es el voltaje que hay entre sus bornes cuando está en circuito abierto. Cuando el circuito al que está conectada está cerrado, la tensión en los bornes (V) disminuye y es igual a V = e – I * r; donde la intensidad de corriente será igual a I = e / (R + r).

Acoplamiento de Pilas y Baterías

Como acumuladores, funcionan igual que los condensadores en cuanto a las configuraciones de acoplamiento (serie, paralelo, mixto).

Elementos de Control y Maniobra

Permiten la apertura y el cierre de un circuito eléctrico a voluntad del usuario. Los más importantes son:

• Interruptores
• Conmutadores
• Pulsadores
• Relés