FUERZA ELECTROMOTRIZ

1. Conversión de corriente alterna en continua[editar] Tensión de salida de un rectificador de onda completa. Filtrado para atenuar el rizado de la tensión rectificada mediante un condensador, conformando un circuito RC (filtro de condensador). Muchos aparatos necesitan corriente continua para funcionar, sobre todos los que llevan electrónica (equipos audiovisuales, ordenadores, etc). Para ello se utilizan fuentes de alimentación que rectifican y convierten la tensión a una adecuada. Este proceso de rectificación, se realiza mediante dispositivos llamados rectificadores, antiguamente basados en el empleo de tubos de vacío y actualmente, de forma casi general incluso en usos de alta potencia, mediante diodos semiconductores o tiristores.

2. AC

2.1. Se denomina corriente alterna (abreviada CA en español y AC en inglés, de alternating current) a la corriente eléctrica en la que la magnitud y el sentido varían cíclicamente. La forma de oscilación de la corriente alterna más comúnmente utilizada es la de una oscilación senoidal, puesto que se consigue una transmisión más eficiente de la energía. Sin embargo, en ciertas aplicaciones se utilizan otras formas de oscilación periódicas, tales como la triangular o la cuadrada. Utilizada genéricamente, la CA se refiere a la forma en la cual la electricidad llega a los hogares y a las industrias. Sin embargo, las señales de audio y de radio transmitidas por los cables eléctricos, son también ejemplos de corriente alterna. En estos usos, el fin más importante suele ser la transmisión y recuperación de la información codificada (o modulada) sobre la señal de la CA.

2.2. Algunos tipos de oscilaciones periódicas tienen el inconveniente de no tener definida su expresión matemática, por lo que no se puede operar analíticamente con ellas. Por el contrario, la oscilación sinusoidal no tiene esta indeterminación matemática y presenta las siguientes ventajas: La función seno está perfectamente definida mediante su expresión analítica y gráfica. Mediante la teoría de los números complejos se analizan con suma facilidad los circuitos de alterna. Las oscilaciones periódicas no sinusoidales se pueden descomponer en suma de una serie de oscilaciones sinusoidales de diferentes frecuencias que reciben el nombre de armónicos. Esto es una aplicación directa de las series de Fourier. Se pueden generar con facilidad y en magnitudes de valores elevados para facilitar el transporte de la energía eléctrica. Su transformación en otras oscilaciones de distinta magnitud se consigue con facilidad mediante la utilización de transformadores.

2.3. Una señal senoidal o sinusoidal, a(t), tensión, v(t), o corriente, i(t), se puede expresar matemáticamente según sus parámetros característicos (figura 2), como una función del tiempo por medio de la siguiente ecuación: a(t)=A_0 \cdot \sin(\omega t + \beta) donde A_0 es la amplitud en voltios o amperios (también llamado valor máximo o de pico), \omega la pulsación en radianes/segundo, t el tiempo en segundos, y \beta el ángulo de fase inicial en radianes. Dado que la velocidad angular es más interesante para matemáticos que para ingenieros, la fórmula anterior se suele expresar como: a(t)=A_0 \cdot \sin(2 \pi f t + \beta) donde f es la frecuencia en hercios (Hz) y equivale a la inversa del período f=\frac{1}{T}. Los valores más empleados en la distribución son 50 Hz y 60 Hz.

3. CC

3.1. La corriente continua (CC en español, en inglés DC, de Direct Current) se refiere al flujo continuo de carga electrica a través de un conductor entre dos puntos de distinto potencial, que no cambia de sentido con el tiempo. A diferencia de la corriente alterna (CA en español, AC en inglés, de Alternating Current), en la corriente continua las cargas eléctricas circulan siempre en la misma dirección. Aunque comúnmente se identifica la corriente continua con una corriente constante, es continua toda corriente que mantenga siempre la misma polaridad, así disminuya su intensidad conforme se va consumiendo la carga (por ejemplo cuando se descarga una batería eléctrica). También se dice corriente continua cuando los electrones se mueven siempre en el mismo sentido, el flujo se denomina corriente continua y va (por convenio) del polo positivo al negativo.1

4. Corriente eléctrica: flujo neto de carga a través de una superficie. Al conectar mediante un cable conductor dos conductores con diferente potencial eléctrico se produce un paso de carga de uno hacia otro, i.e., una corriente eléctrica transitoria. Para mantener una corriente permanente, debemos mantener un campo eléctrico permanente en el interior del conductor, mediante la aplicación de una d.d.p. permanente. El movimiento real de los electrones libres de un conductor sometido a un campo eléctrico es la superposición de un movimiento rápido totalmente desordenado (gas electrónico) y de otro más lento de igual dirección opuesta a la de E. F

5. Se relaciona con la diferencia de potencial entre los bornes y la resistencia interna del generador mediante la fórmula (el producto es la caída de potencial que se produce en el interior del generador a causa de la resistencia óhmica que ofrece al paso de la corriente). La FEM de un generador coincide con la diferencia de potencial en circuito abierto. La fuerza electromotriz de inducción (o inducida) en un circuito cerrado es igual a la variación del flujo de inducción del campo magnético que lo atraviesa en la unidad de tiempo, lo que se expresa por la fórmula (Ley de Faraday). El signo - (Ley de Lenz) indica que el sentido de la FEM inducida es tal que se opone al descrito por la ley de Faraday ( ).

6. Se define como el trabajo que el generador realiza para pasar por su interior la unidad de carga positiva del polo negativo al positivo, dividido por el valor en Culombios de dicha carga. Esto se justifica en el hecho de que cuando circula esta unidad de carga por el circuito exterior al generador, desde el polo positivo al negativo, es necesario realizar un trabajo o consumo de energía (mecánica, química, etcétera) para transportarla por el interior desde un punto de menor potencial (el polo negativo al cual llega) a otro de mayor potencial (el polo positivo por el cual sale). La FEM se mide en voltios, al igual que el potencial eléctrico. Por lo que queda que:

7. FUERZA ELECTROMOTRIZ

7.1. La fuerza electromotriz (FEM) es toda causa capaz de mantener una diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito abierto o de producir una corriente eléctrica en un circuito cerrado. Es una característica de cada generador eléctrico. Con carácter general puede explicarse por la existencia de un campo electromotor cuya circulación , define la fuerza electromotriz del generador.La fuerza electromotriz (FEM) es toda causa capaz de mantener una diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito abierto o de producir una corriente eléctrica en un circuito cerrado. Es una característica de cada generador eléctrico. Con carácter general puede explicarse por la existencia de un campo electromotor cuya circulación , define la fuerza electromotriz del generador.

8. FUERZA ELECTROMOTRIZ, CORRIENTE ELECTRICA

8.1. El campo electrostático es irrotacional: ò E⋅dl=0 Ley de Ohm: c 0 d d I 0 IR r ìïï ⋅ = ⋅ =  \ = íïï î ò E l ò j l Un campo electrostático no puede producir una corriente eléctrica permanente. Un generador es un dispositivo capaz de mantener una d.d.p. entre sus bornes. Campo no-electrostático (Ene) en el interior del generador; está asociado con algún tipo de energía (electroquímica, electromagnética,...). Circuito completo: e ne e d d = + =r ò ⋅ = ò ⋅ E E E j  E l  E l ne c +ò E ⋅dl= ò rj⋅dl= IR

8.1.1.  Fuerza electromotriz (f.e.m.): ne ne d d + - 