El proceso inicia en una Central o Planta de Generación, de las cuales hay de diferentes tipos (Hidroeléctricas, Termoeléctricas, Nucleoeléctricas, etc.)
Después que se genera la electricidad sufre una transformación en sus dos componentes: Voltaje y Corriente. Ambos factores conforman la Potencia Eléctrica.
Como parte de la Central Eléctrica, dentro de ella o cerca, existe una Subestación que es el lugar en donde se tienen aparatos especiales llamados Transformadores que permiten convertir el valor del voltaje relativamente “pequeño”
suministrado por los generadores:
aproximadamente 20000 Volts, a grandes voltajes: 400000 Volts. Esto no significa que el transformador produzca energía eléctrica, es solo que cambia sus parámetros, ya que mientras aumenta el voltaje disminuye la corriente, pero la potencia eléctrica es la misma, salvo algunas pérdidas normales existentes en el proceso.
Luego que se incrementa el valor del voltaje, la electricidad se transmite hacia los centros de consumo a través de líneas de transmisión (estructuras o torres que van por lo general a los lados de las carreteras o por los cerros), antes de llegar pasa por otra subestación en donde se transforman sus valores aunque ahora baja el voltaje.
Y así continua el proceso en otras subestaciones hasta que la electricidad llega a las ciudades y los pueblos en donde finalmente, en los transformadores colocados en algunos postes de las calles, sufre la última transformación que va generalmente de los 23000 Volts, a valores de 127 o 220 Volts, que son los valores comunes de voltajes que requieren la mayoría de los aparatos eléctricos que tenemos en nuestras casas.
Introducción.- La electrodinámica es la parte de la electricidad que estudia las cargas eléctricas en movimiento a través de los conductores.
A este movimiento de cargas se le denomina corriente eléctrica, la causa que origina la corriente eléctrica es la diferencia de potencial. Las cargas "caen" del potencial más alto al más bajo.
Corriente eléctrica.- Los conductores, sean éstos sólidos, líquidos o gaseosos disponen de partículas cargadas que pueden moverse con bastante libertad bajo la acción de campos eléctricos. La presencia de un campo eléctrico origina una fuerza necesaria para que las cargas adquieran un movimiento definido.
En un conductor sólido son los electrones los que transportan la carga. Esto se debe a que los electrones pueden moverse libremente por toda la red atómica.
Campo eléctrico
Movimiento de electrones
En los fluidos, el flujo de carga eléctrica puede deberse tanto a los electrones como a iones positivos y negativos.
Movimiento de iones positivos
Movimiento de iones negativos
Movimiento de iones positivos y negativos
Se llama corriente eléctrica al movimiento ordenado y permanente de las partículas cargadas en un conductor bajo la influencia de un campo eléctrico.
Sentido de la corriente eléctrica.- Se necesita un generador eléctrico (pila o batería), que es un dispositivo que transforma una clase de energía en energía eléctrica y mantiene una diferencia de potencial constante.
SÌMBOLO DE UNA PILA
Para que exista una corriente eléctrica, es necesario la presencia de un hilo conductor que es el camino por donde viajan las cargas y una diferencia de potencial entre sus extremos.
a) Sentido real de la corriente eléctrica.- Dado que los electrones son los que se mueven en los cables de un circuito, el electrón experimenta una fuerza del polo negativo al polo positivo exteriormente al generador.
Del menor al mayor potencial
b) Sentido convencional de la corriente eléctrica.- El sentido convencional de la corriente tiene dirección en la cual las cargas positivas deben fluir, o la dirección opuesta a los electrones.
Del mayor al menor potencial E
+
POTENCIAL ALTO (Polo positivo) POTENCIAL BAJO (Polo negativo)–
+
–
Para ejercicios prácticos, se asume el sentido convencional de la corriente eléctrica, o el de movimiento de las cargas positivas
Velocidad de arrastre.- Si las cargas de un conductor fueran libres para moverse indefinidamente, adquirirían una aceleración bajo la acción del campo aplicado, sus velocidades aumentarían continuamente y la intensidad crecería también de modo continuo. Pero no se observa que suceda esto; la intensidad de la corriente permanece constante mientras lo es el campo eléctrico.
Los electrones van acelerando y chocando con las partículas fijas del conductor y son frenados o detenidos; a continuación acelera de nuevo y así sucesivamente. De este modo se mueve con una cierta velocidad media, llamada velocidad de arrastre.
La VELOCIDAD DE ARRASTRE es de alrededor de:
V = 0.0147 cm/ ser ≈ 0.02 cm/s
Por consiguiente la velocidad de arrastre de los electrones es muy pequeña.
¿Entonces por qué se produce la luz instantáneamente cuando se conecta el interruptor?
Esto se puede explicar considerando el movimiento del agua en una manguera. Si una gota de agua se fuerza en un extremo de la manguera que ya está llena de agua, otra gota debe salir por el otro extremo simultáneamente. El flujo producido en un extremo produce un flujo similar en el otro extremo. No debe confundirse la velocidad de arrastre de los electrones libres con la velocidad de la ONDA ELECTROMAGNÉTICA a lo largo del conductor, coincide con la velocidad de la luz, esto es:
V = 3x108 m/s
Intensidad de corriente.- Consideremos una sección transversal de un conductor (A) a través de la que se desplazan las cargas.
Si (q) es la carga neta que pasa a través de (A) en un intervalo de tiempo (t), la intensidad de la corriente ( I ) se expresa como:
t q I o simplemente: I q t
La intensidad de corriente eléctrica ( I ), es la cantidad de carga ( q ) que atraviesa una sección de un conductor en la unidad de tiempo ( t ).
Menor intensidad de corriente
Mayor intensidad de corriente
Unidades.- En el Sistema Internacional se emplea como unidad de intensidad el amperio (A), que es el paso a través de un conductor eléctrico de un coulomb de carga eléctrica en un segundo.