Republica Bolivariana de Venezuela

Ministerio del Poder Popular para la Educación Superior

Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño”

SAIA – Barina

.

Integrantes: Daylenis RamosMilagros SilvaEileen RuizGabriel Moreno

Carrera: Ing. de Sistemas

San Felipe, Febrero del 2013

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.

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:

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 ( ).

Existen diferentes dispositivos capaces de suministrar energía eléctrica,

entre los que podemos citar:

Pilas o baterías. Son las fuentes de FEM más conocidas del gran público. Generan

energía eléctrica por medios químicos. Las más comunes y corrientes son las de carbón-

zinc y las alcalinas, que cuando se agotan no admiten recarga. Las hay también de

níquel-cadmio (NiCd), de níquel e hidruro metálico (Ni-MH) y de ión de litio (Li-ion),

recargables. En los automóviles se utilizan baterías de plomo-ácido, que emplean como

electrodos placas de plomo y como electrolito ácido sulfúrico mezclado con agua destilada

Máquinas electromagnéticas . Generan energía eléctrica utilizando medios magnéticos y

mecánicos. Es el caso de las dinamos y generadores pequeños utilizados en vehículos

automotores, plantas eléctricas portátiles y otros usos diversos, así como los de grandes

tamaños empleados en las centrales hidráulicas, térmicas y atómicas, que suministran

energía eléctrica a industrias y ciudades.Pequeño aerogenerador

Circuitos de Corriente Alterna

Corriente alterna

Es aquella corriente eléctrica que cambia periódicamente de intensidad (valor) y

dirección con el tiempo, dependiendo de funciones armónicas (seno y coseno). Este tipo

de corriente llega a nuestros hogares de las centrales hidroeléctricas, termoeléctricas, etc.

En la vida cotidiana, la mayoría de las fuentes de electricidad que alimentan las

máquinas industriales, los electrodomésticos o los equipos informáticos suministran

corriente alterna. El aprovechamiento de este tipo de corriente requiere usar dispositivos

adecuados provistos de tres componentes esenciales combinados: resistencias eléctricas,

condensadores y elementos de autoinducción.

Hay dispositivos que proporcionan corriente continua (CC), como por ejemplo las

pilas y baterías, las cuales tienen claramente especificados los contactos positivos y

negativos. El voltaje es estable. Hay otros que proporcionan corriente alterna (CA), en que

la polaridad carece de significado por cuanto está permanentemente alternándose.

La corriente alterna es de gran importancia, entre otras cosas, porque nos

proporciona la red eléctrica domiciliaria. Es aquella con la cual funcionan habitualmente

los transformadores y un gran número de dispositivos. Lo más frecuente es que posea

forma sinusoidal. Un circuito de corriente alterna consta de una combinación de

elementos (resistencias, capacidades y autoinducciones) y un generador que suministra la

corriente alterna.

Una resistencia conectada a un generador de corriente alterna

La ecuación de este circuito simple es (intensidad por resistencia igual a la fem)

Circuito RLC

El circuito de corriente alterna formado por alternador, resistencia, solenoide y

condensador (llamado circuito RLC) tiene una f.e.m. eficaz dada por:

siendo formada por tres componentes:

• Resistencia eléctrica R.

• Reactancia inductiva XL.

• Reactancia capacitiva XC.

Ventajas de la Corriente Alterna

Frente a la Corriente Continua (C.C.) la Alterna presenta las siguientes ventajas:

Se genera en los alternadores sin grandes dificultades.

Los generadores de C.A. (alternadores) son más eficaces y sencillos que los de

C.C. (Dinamos)

La tecnología necesaria para el transporte de energía a grandes distancias es

mucho más económica y accesible.

Su elevación y reducción, necesarias para reducir las pérdidas de energía, se

realiza con altos rendimientos y bajo costo mediante los transformadores.

Los receptores de C.A son mas numerosos y utilizables en casi todas las

aplicaciones.

La conversión de C.A. en C.C. no presenta complicaciones.

Además, frente a otros tipos de onda, la señal senoidal tiene las siguientes

propiedades:

1.- La función seno se define perfectamente mediante su expresión matemática.

2.- Es fácil de operar.

Ecuaciones de Maxwell

Son un conjunto de cuatro ecuaciones que describen por completo los fenómenos

electromagnéticos. La gran contribución de James Maxwell fue reunir en estas ecuaciones

largos años de resultados experimentales, debidos a

Coulomb, Gauss, Ampere, Faraday y otros, introduciendo los conceptos de campo y

corriente de desplazamiento, y unificando los campos eléctricos y magnéticos en un solo

concepto: el campo electromagnético.

Significado físico

Cuando Maxwell resumió la teoría electromagnética de su época en sus ecuaciones

escribió las siguientes ecuaciones:

que no es nada más que la ley de Gauss, que se reduce a la ley de Coulomb para cargas

puntuales.

que no tiene nombre y expresa la inexistencia de monopolos magnéticos en la naturaleza,

es decir, esta es la explicación de que al romper un imán obtengamos dos imanes, y no

dos medio-imanes.

que es la expresión diferencial de la ley de Faraday.

que es la ley de Ampère. Sin embargo encontró que esta última ecuación, juntamente con

la ley de Faraday conducía a un resultado que violaba el principio de conservación de la

carga, con lo cual decidió modificarla para que no violase este principio dándole la forma

que ahora se conoce como ley de Ampère modificada. El término introducido recibe el

nombre de corriente de desplazamiento.

Sin embargo estas ocho ecuaciones no son suficientes para resumir todo el conocimiento

de la electrodinámica clásica, nos hace falta una ecuación más, esa es la expresión de la

fuerza de Lorentz:

La cual es la fuerza ejercida por el campo electromagnético que recibe una partícula

cargada o una corriente eléctrica

Aplicabilidad

Las ecuaciones de Maxwell constituyen un pilar básico de la teoría

electromagnética ya que por ahora se demostraron como válidas siempre. Esto es debido

a que la teoría electromagnética siempre fue, sin saberlo, una teoría relativista.

De hecho, cuando se estudia desde el punto de vista cuántico estas ecuaciones sólo

deben ser revisadas para tener en cuenta el carácter discreto de los fotones, pero cuando

tenemos gran cantidad de ellos podemos aplicar los resultados continuos sin ningún

problema.