Elementos Activos y Pasivos de un Circuito

Elementos Activos y Pasivos de un Circuito

Un circuito o red eléctrica es un conjunto de elementos combinados de tal forma que existe la posibilidad de que se origine una corriente eléctrica.

Los circuitos eléctricos están destinados a la distribución y la transformación recíproca de energía eléctrica y de otra clase de energía. Sus elementos se definen en función de un conjunto de magnitudes eléctricas. La teoría de los circuitos eléctricos es el estudio de sus propiedades.

Existen unos elementos denominados activos o también fuentes o generadores, que suministran energía eléctrica y otros elementos denominados pasivos, que disipan o almacenan este tipo de energía

ELEMENTOS ACTIVOS:

Son dispositivos capaces de generar una tensión o una corriente (en forma más general un campo eléctrico) y suministrar potencia a una carga dada (entregan energía).

Las fuentes son elementos activos, de acuerdo a sus características o comportamiento frente a distintas cargas podemos diferenciar dos tipos: los generadores de tensión y los de corriente.

Fuente: baterías, pilas, generadores, rectificadores.

Forma totalmente independiente a la que se conecte a ellas. Es decir que la corriente que entregan depende sólo de la carga a lo que estén conectadas.

I = V (constante)/R

El generador de corriente puede llegar a dar corrientes más grandes según se disminuya R. Sabemos que esto en la práctica no ocurre y un generador real (por ej.: una batería) llegada cierta corriente máxima no mantiene su tensión en bornes, si no que esta decae.

En la zona 0 - A, el comportamiento de fuentes reales e ideales es muy aproximado, por lo dentro de dicha zona, para simplificar los análisis, consideraremos ideales a todos los generadores.

En la siguiente tabla se muestran los principales componentes activos junto a su función más común dentro de un circuito.

ELEMENTOS PASIVOS:

Son aquellos que no producen amplificación y que sirven para controlarla electricidad colaborando al mejor funcionamiento de los elementos activos (los cuales son llamados genéricamente semiconductores). Los componentes pasivos están formados por elementos de diversas clases que tendremos que considerar independientemente, ya que son diferentes sus objetivos, construcción y resultados, de modo que vamos a dividirlos en tres grandes grupos:

1. Resistencias

2. Condensadores

3. Bobinados e Inductancias

En general, podemos hablar de tres elementos pasivos típicos: resistencia, condensadores y bobinas (o auto inducciones). La misión que desempeñan, en cada caso, depende de como sea el circuito; si es de corriente alterna o continua.

    
    Resistencias

    El concepto de resistencia (también llamada resistencia pura u óhmica) es, simplemente, el de la oposición que ofrece un conductor al paso de la corriente eléctrica en función de su naturaleza (resistividad), longitud y sección a una temperatura dada.

    Las llamadas resistencias aglomeradas están constituidas por una mezcla de materiales, por lo general carbón, y un aglutinante adecuado, todo ello moldeado en forma de cilindro, en cuyas bases se fijan sendos conductores de cobre, envolviéndose todo el conjunto con una cubierta de material plástico o cerámico. Los valores de ohmios de estas resistencias se indican en la cubierta mediante un código de colores, constituido por combinaciones de franjas de distinto color.

    La tolerancia indica el error relativo en la medida de la resistencia. 

    El valor de la resistencia viene dado: 

R = p *L / S

    



    La ley de Ohm para un hilo conductor relaciona los valores de resistencia, tensión e intensidad, tanto para el caso de corrientes continuas como para alternas.

    Por otra parte, se sabe experimentalmente que en todo circuito de corriente alterna en el que únicamente existen resistencias puras no se producen desfases en la corriente; o, dicho de otro modo, la tensión y la intensidad alcanzan simultáneamente los valores máximos y nulos.

    Condensadores

    Por condensador se entiende un dispositivo capaz de almacenar carga eléctrica en superficies relativamente pequeñas. Consta de dos placas metálicas, o armaduras, separadas por una sustancia no conductora (dieléctrico). Una de las armaduras se conecta a uno de los bornes del generador (armadura inductora), y la otra (armadura inducida) a masa.

    Conviene saber que:

Un condensador, estudiado global mente, es un elemento eléctrica mente neutro. Quiere decir esto que las dos armaduras poseen el mismo valor de carga; una de ellas positiva y la otra negativa.

Se llama carga de un condensador a la que existe en cualquiera de sus armaduras.

la carga almacenada en un condensador es directamente proporcional al valor de la tensión que existe entre sus armaduras, cumpliéndose que :

Q =  C * V 

donde C representa la llamada capacidad del condensador, cuyo valor, medido en unidades internacionales , se expresa en Faradios (F).

    Un condensador tiene la capacidad de un faradio, cuando al someter sus armaduras a la tensión de 1 Voltio, en cada una de ellas se almacena una carga de 1 culombio.

    Efecto de un condensador en un circuito de corriente continua.

    Cuando un condensador se carga conectandolo a un generador, o una vez cargado se descarga a través de una resistencia, se modifica la tensión en sus armaduras; lo que conlleva a la recepción o cesión de carga.
  
    Ahora bien, si la tensión entre las armaduras es constante no se producirá carga ni descarga alguna, es decir, no habrá paso de corriente.

    Expresado de otro modo:

    En los circuitos de corriente continua, al existir una tensión constante en las armaduras del condensador, no habrá paso de corriente,  por lo tanto, el condensador actúa como un elemento de resistencia infinita (circuito abierto).

    Efecto de un condensador en un circuito de corriente alterna:
  
    En realidad el efecfo es doble:

Introduce en el circuito una nueva resistencia (denominada capacitancia, reactancia capacitada o impedancia del condensador), Xc, que es inversamente proporcional a la capacidad del condensador y a la pulsación de la corriente.Su valor, como el de cualquier resistencia, se mide en ohmios.

Produce un desfase en la corriente de 90º, haciendo que le intensidad se adelante 1/4 de período respecto a la tensión.

    Bobinas

    Una bobina o solenoide consiste en un conductor arrollado en espiral sobre un núcleo neutro (no conductor), frecuentemente de material magnético.

  

  

     Efecto de una bobina en un circuito de corriente continua
  
    Al permanecer constante la tensión en los extremos de la bobina ( que actúa como un conductor de resistencia nula) no tienen lugar en ella fenómenos de autoinducción y, en consecuencia, se comporta como un cortocircuito.

    Efecto de una bobina en un circuito de corriente alterna
  
    Al igual que en el caso de los condensadores, el efecto es doble:

Introduce en el circuito una nueva resistencia denominada inductancia, reactancia inductiva o impedancia de la bobina, Xl, que es directamente proporcional a un coeficente  característico de la bobina, denominado coeficiente de autoinducción (L), cuyo valor se mide en henrios (H), y a la pulsación angular de la corriente. Como cualquier resistencia, la inductancia se mide en ohmios.

Produce un desfase de 90º, haciendo que la tensión se adelante a la intensidad 1/4 de período. 

Interpretación: en los circuitos eléctricos existen dos elementos principales que son: activos y pasivos. Los elementos activos son aquellos que suministra energía, como por ejemplo las fuentes eléctricas. Los elementos pasivos so aquellos que absorben la energía, como por ejemplo las resistencias, condensadores y bobinas.