Fundamentos de Circuitos Eléctricos: Nodos, Ramas, Mallas y Componentes

Fundamentos de Circuitos Eléctricos

KIRCHHOFF: Una red es un conjunto de conductores, resistencias y generadores, unidos de forma arbitraria, por los que circulan corrientes de distintas intensidades.

Elementos de una Red Eléctrica

Nudo: Es un punto de la red donde concurren más de dos conductores. Un nudo no es necesariamente un punto geométrico, sino una porción de la red cuyos puntos tienen el mismo potencial. Por ejemplo, en una red, los puntos B y E pueden ser nudos, y el punto A puede tener el mismo potencial que B, siendo parte del mismo nudo.

Rama: Es la parte de la red comprendida entre dos nudos consecutivos y recorrida por la misma intensidad de corriente.

Malla: Es todo circuito conductor cerrado que se obtiene partiendo de un nudo y volviendo a él, sin pasar dos veces por la misma rama.

Elementos de Transporte

En los circuitos eléctricos, los elementos de transporte, también llamados cables, llevan las cargas eléctricas desde el generador hasta el punto de consumo. Se representan simbólicamente mediante una línea. Un cable está constituido por un conductor eléctrico alargado y de sección circular, recubierto por un aislante ignífugo que evita su contacto con otros cables o elementos conductores y lo protege del agua y otros fenómenos atmosféricos.

Resistividad

La constante de proporcionalidad, denominada resistividad, es un parámetro característico de cada material. Se define como la resistencia que ofrece al paso de la corriente un elemento de 1 metro de longitud y 1 metro cuadrado de sección, y se mide en Ω·m. Según su resistividad, los materiales se clasifican en conductores (resistividad muy pequeña) y aislantes (resistividad muy grande), según permitan o impidan el paso de la corriente eléctrica.

Elementos de Control

Los elementos de control de un circuito eléctrico permiten modificar la potencia eléctrica que se entrega desde el generador hasta el punto de consumo.

• Interruptores: Elementos con dos puntos de conexión exterior y dos posiciones estables: abierto o cerrado.
• Conmutadores: Tienen tres o más puntos de conexión exteriores y dos posiciones estables.
• Pulsadores: Disponen de dos conexiones externas, pero solo una posición estable.

Elementos de Protección

Los elementos de protección aíslan del resto de la instalación la parte del circuito donde se produce una situación anómala, protegiendo a las personas del posible contacto en la parte dañada.

Tipos de Anomalías

Sobrecargas: Se producen cuando una instalación consume una corriente mayor que la habitual. Si la sobrecarga se mantiene, la instalación puede deteriorarse.

Cortocircuitos: Se producen cuando un conductor hace contacto con otro, generando una corriente cinco o más veces superior a la nominal.

Dispositivos de Protección

• Interruptores magnéticos: Abren el circuito cuando detectan una corriente elevada.
• Fusibles: Constan de una lámina o hilo que se funde y abre el circuito si la corriente es elevada. Una vez fundidos, los fusibles quedan inutilizados.

Elementos de Consumo

El objetivo de los circuitos eléctricos es comunicar energía eléctrica a los elementos de consumo.

• Elementos de iluminación: Transforman la energía eléctrica en luminosa.
• Motores eléctricos: Transforman la energía eléctrica en mecánica.
• Elementos de calefacción: Producen calor por el efecto Joule.