Fundamentos Esenciales de Electrotecnia y Sistemas Eléctricos
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1. Principios básicos de la electrotecnia
Desde el punto de vista operativo, podríamos definir un circuito eléctrico como aquel en el que se genera, fluye, se transforma y/o se consume energía eléctrica. Un sistema eléctrico es un término más amplio que incluye uno o más circuitos eléctricos.
- El sistema de alumbrado público de una avenida constituye un ejemplo de sistema eléctrico que puede describirse mediante un único circuito eléctrico.
- Por otro lado, la instalación eléctrica de un hospital o de una central eléctrica son ejemplos de sistemas eléctricos en los que, para su estudio, se hace necesaria la consideración de múltiples circuitos eléctricos.
La Teoría de Circuitos es la disciplina de la Electrotecnia en la que se definen los fundamentos para el estudio de los circuitos eléctricos. Uno de los problemas fundamentales del que se ocupa es el Análisis de Circuitos, que consiste en el cálculo de los valores de las variables objeto de estudio en determinados puntos de un circuito (respuesta del circuito) supuestas estas conocidas en otros puntos (excitaciones del circuito) y siendo también conocidos los elementos que configuran el circuito (parámetros del circuito) y la forma en que estos están interconectados (topología del circuito).
1.1. Primera aproximación
La primera dificultad con la que se enfrentan muchos de los estudiantes de la teoría de circuitos gira en torno a la abstracción que supone el manejar conceptos tan intangibles como la energía eléctrica y las magnitudes eléctricas y magnéticas, como el voltaje y la corriente eléctrica.
Por eso, como primera aproximación, recurriremos a términos más habituales en la vida cotidiana que nos guíen en la comprensión de las magnitudes eléctricas. De acuerdo con el primer principio de la termodinámica, sabemos que la energía en un sistema físico-químico adopta distintas formas:
- En ocasiones esta energía se hace visible cuando se realiza un trabajo.
- Cuando esta fluye en forma de calor.
- En otros casos, se retiene y, a veces, nos referimos a esta como energía potencial.