Fundamentos de Electrotecnia: Conceptos Clave y Aplicaciones

¿Qué es la Electrotecnia?

La electrotecnia es la ciencia que estudia la aplicación técnica de la electricidad y el magnetismo. El origen del término electrotecnia proviene de electro y techne, es decir, la tecnología en la electricidad.

Importancia de la Electrotecnia

En el desarrollo humano, la electrotecnia es fundamental para la aplicación del conocimiento en la construcción de satisfacciones individuales y sociales.

Aplicación de la Electrotecnia

Su aplicación se basa en fenómenos eléctricos y magnéticos desde un punto de vista determinado.

Código Eléctrico

Son normas o pasos a seguir para la instalación de conductores eléctricos, equipos eléctricos, cables y canalizaciones de fibra óptica.

El Sector Eléctrico Venezolano

Generación Eléctrica

El parque de generación del sistema eléctrico nacional asciende a unos 24.000 MW de capacidad instalada y está conformado por un significativo número de infraestructuras localizadas en su gran parte en Guayana, donde funcionan los complejos hidroeléctricos más grandes del país, que ofrecen el 62% del potencial eléctrico. El otro 35% de la generación eléctrica proviene de plantas termoeléctricas y un 3% del sistema de generación distribuida.

Plantas Termoeléctricas:

• Josefa Camejo (estado Falcón)
• Complejo Termoeléctrico General Rafael Urdaneta (estado Zulia)
• Argimiro Gabaldón (estado Lara)
• Planta Centro (estado Carabobo)
• Termobarranca (estado Barinas)

Plantas Hidroeléctricas:

• Simón Bolívar (estado Bolívar)
• Antonio José de Sucre (estado Bolívar)
• Francisco de Miranda (estado Bolívar)
• Masparro (estado Barinas)
• Juan Antonio Rodríguez Domínguez (estado Barinas)
• General José Antonio Páez (estado Mérida)

Transmisión Eléctrica

Es la parte del sistema de suministro eléctrico constituida por los elementos necesarios para llevar la energía generada en las centrales hidroeléctricas o térmicas a través de grandes distancias hasta los puntos de consumo. Para ello, los volúmenes de energía eléctrica producidos deben ser transformados, elevándose a un nivel de tensión superior. Esto se hace considerando que, para un determinado nivel de potencia a transmitir, al elevar el voltaje se reduce la corriente que circulará, reduciéndose las pérdidas por efecto Joule. Con este fin, se emplean subestaciones elevadoras en las que dicha transformación se efectúa empleando transformadores, usualmente del orden de 220 kV y superiores, denominados de alta tensión.

Conceptos Fundamentales de la Electricidad

Corriente Eléctrica

La corriente o intensidad eléctrica es el flujo de carga por unidad de tiempo que recorre un material. Se debe al movimiento de los electrones en el interior del material. Su unidad es el amperio. Una corriente eléctrica, puesto que se trata de un movimiento de cargas, produce un campo magnético, un fenómeno llamado electromagnetismo.

Corriente Continua (CC)

Se denomina corriente continua al flujo de cargas eléctricas que no cambia de sentido con el tiempo. La corriente eléctrica a través de un material se establece entre dos puntos de distinto potencial. Cuando hay corriente continua, los terminales de mayor y menor potencial no se intercambian entre sí. Es corriente continua toda corriente cuyo sentido de circulación es siempre el mismo, independientemente de su valor absoluto.

Corriente Alterna (CA)

Se denomina corriente alterna a la corriente eléctrica en la que la magnitud y dirección varían cíclicamente. La forma de onda de la corriente alterna más comúnmente utilizada es la de una onda sinusoidal. En el uso más coloquial, se le conoce como la forma en que llega la electricidad a los hogares.

Corriente Trifásica

Se denomina corriente trifásica al conjunto de tres corrientes alternas de igual frecuencia, amplitud y valor eficaz que presentan una diferencia de fase entre ellas de 120° y están dadas en un orden determinado. Cada una de las corrientes que forman el sistema se designa con el nombre de fase.

Corriente Monofásica

Se denomina corriente monofásica a la que se obtiene de tomar una fase de la corriente trifásica y un cable neutro. En la mayoría de los países del mundo, se utilizan valores similares para la generación y transmisión de energía eléctrica. Este tipo de corriente facilita una tensión de 230 V, lo que la hace apropiada para que puedan funcionar adecuadamente la mayoría de los electrodomésticos y luminarias que hay en las viviendas.

Carga Eléctrica

La carga eléctrica es una propiedad de las partículas subatómicas, y las interacciones magnéticas que se producen son determinadas mediante la atracción y la repulsión que se genera entre ellas. Su unidad es el culombio.

Cargas Capacitoras

Un capacitor almacena energía eléctrica. Las dos superficies conductivas están separadas por un aislante no conductivo. Cuando una corriente eléctrica es aplicada a un capacitor, los electrones se acumulan en la placa adjunta, y cuando la corriente es retirada, los electrones fluirán de regreso a través del circuito para alcanzar la otra terminal del capacitor.

Cargas Inductivas

Un inductor puede ser cualquier material conductor. Cuando un cambio de corriente pasa a través de un inductor, este induce un campo magnético alrededor de sí mismo. Girando el inductor en una bobina, se incrementa el campo magnético.

Cargas Combinadas

Todos los conductores tienen alguna resistencia bajo condiciones normales y también exhiben influencias inductivas y capacitivas, pero esas pequeñas influencias son generalmente despreciadas para fines prácticos.

Leyes de Kirchhoff

Son dos igualdades que se basan en la conservación de la energía y las cargas en los circuitos eléctricos.

• En Corriente: Mediante la ecuación de lazos cerrados o mallas y las ecuaciones de la segunda ley de Kirchhoff, se ha establecido el método de las corrientes de malla para la solución de los problemas del circuito.
• En Voltaje: Las fuentes de tensión en un circuito eléctrico originan una corriente en las ramas que, a su vez, da lugar a una caída de tensión en los componentes de la misma. Resolver un circuito consiste en hallar las intensidades, con sus sentidos y circulación en cada una de aquellas ramas, o bien determinar las caídas de tensión.

Energía y Potencia

Energía: Es la capacidad que tiene un cuerpo en un determinado instante para realizar un trabajo. Como característica importante, es que no se puede crear ni destruir, sino únicamente transformar. Desde un punto de vista material, la energía no es algo que se pueda definir.

Potencia: Es la relación de paso de energía de un flujo por unidad de tiempo, es decir, la cantidad de energía entregada por un tiempo determinado.

Teoría de los Circuitos Eléctricos

Es aquella que comprende los fundamentos para el análisis de circuitos eléctricos y permite determinar los niveles de tensión y corriente en cada punto del circuito en respuesta a una determinada excitación.

Galvanómetro

Un galvanómetro es una herramienta que se usa para detectar y medir la corriente eléctrica. Se trata de un transductor analógico electromecánico que produce una deformación de rotación en una aguja o puntero en respuesta a la corriente eléctrica que fluye a través de su bobina. Este término se ha ampliado para incluir los usos del mismo dispositivo en equipos de grabación, posicionamiento y servomecanismos.

Galvanómetro D’Arsonval de Bobina Móvil

Funciona con base en el efecto electromagnético F=NBiL. En su forma más sencilla, el medidor de bobina móvil consta de una bobina de alambre muy fino devanado sobre un marco de aluminio ligero. Un imán permanente rodea a la bobina, y el marco de aluminio está montado sobre pivotes que posibilitan que gire libremente, junto con la bobina, entre los polos del imán permanente. Cuando hay corriente en la bobina, esta se magnetiza y su polaridad es tal que el campo del imán permanente la repele.

Galvanómetro de Hierro Móvil

Cuando dos barras del mismo material se colocan paralelas y se introducen en un campo magnético, ambas se imantarán con las mismas polaridades, lo que origina que entre ellas se produzca una fuerza de repulsión.