Fundamentos de la electricidad. El sistema eléctrico.

Para abordar los fundamentos de la electricidad, es necesario conocer primero qué es la electricidad. Se la puede definir como la rama de la Física que estudia los fenómenos eléctricos y magnéticos originados por cargas eléctricas en reposo o en movimiento.

Cuando los fenómenos eléctricos se manifiestan en una determinada región del espacio, se dice que dicha región presenta un campo eléctrico; debido a la presencia de cargas eléctricas. Si en tal espacio se sitúa una carga eléctrica, ésta sufrirá una fuerza, según la Ley de Coulomb:

F=K• (q•q’)/d^2

Donde d es la distancia entre las cargas q, F es la fuerza y K una constante de proporcionalidad.

El campo eléctrico tiene que realizar un trabajo para desplazar una carga que va desde el punto A del espacio a otro punto B. Ese trabajo se define como diferencia de potencial entre A y B; y se expresa como VAB si existe una diferencia de potencial entre esos dos puntos, con unidades en Voltios (V).

Podemos definir la intensidad de corriente como la carga que atraviesa una determinada superficie por unidad de tiempo. Cuya unidad es el Amperio (A).

I= dq/dt

Una vez definidos estos conceptos básicos, es necesario referirse a los distintos elementos que se presentan en un circuito. Dichos elementos se clasifican como lineales si su comportamiento puede expresarse mediante una función de tipo lineal.

Los elementos lineales son las resistencias, los generadores, las bobinas o inductancias y los condensadores. Es importante destacar un fenómeno relacionado con las resistencias: estos elementos producen una caída de tensión entre sus terminales, que es directamente proporcional a la corriente que lo atraviesa; la relación entre la tensión y la intensidad de corriente se expresa como:

V=R•I

Donde R, valor de la resistencia, es la constante de proporcionalidad entre la tensión y la intensidad. Ésta es la expresión de la Ley de Ohm.

Los elementos no lineales son aquellos cuyo comportamiento no está determinado por una función lineal. Como elementos no lineales podemos destacar los diodos y los transistores.

En relación con la corriente podemos distinguir dos tipos: la corriente alterna, en la cual la magnitud y el sentido de la corriente varía cíclicamente; y la corriente continua, en la que el flujo de cargas eléctricas no cambia de sentido con el tiempo, circulando siempre en la misma dirección.

 

EL SISTEMA ELÉCTRICO

Las cuatro etapas fundamentales que constituyen el sistema eléctrico son:

  1. Generación: que se lleva a cabo con las centrales eléctricas generadoras, donde se obtiene energía eléctrica a partir de distintas energías primarias.
  1. Transporte: llevado a cabo por las redes de transporte. Las redes son líneas aéreas que unen las estaciones transformadoras elevadoras de las centrales eléctricas con las subestaciones transformadoras reductoras. Es decir, son las encargadas de realizar el transporte de energía a larga distancia y alta tensión, que en España se sitúa entre 220 y 400 kV.

Las estaciones transformadoras elevadoras se localizan a la salida de las centrales de generación, siendo su misión la de elevar la tensión de salida a un valor de tensión adecuado para el transporte en alta tensión. Por otra parte, las subestaciones transformadoras reductoras cumplen varias funciones, entre las que destaca la reducción de los valores de tensión a unos valores aptos para ser incorporados a la red de distribución.

  1. Distribución: llevado a término por las redes de distribución. Dichas redes están constituidas por líneas eléctricas que son las que realizan la aproximación a los grandes centros de consumo. Las redes de distribución tienen unos rangos de tensión que van de 13.8 a 132 kV.
  1. Transformación y consumo: los centros de transformación transforman los valores de media tensión de la red de distribución a valores aptos para el consumo en baja tensión, con valores de salida entre 400 y 230 V.

En España, a partir del año 1997, la generación y la comercialización de la energía a los consumidores se convirtieron en actividades liberalizadas. Mientras que tanto el transporte como la distribución continúan siendo actividades reguladas. La REE (Red Eléctrica Española) es el operador del sistema, es decir, el responsable de garantizar la continuidad y seguridad del suministroy opera como transportista único.

El otro elemento que participa en el sector eléctrico es el operador de mercado, cuya función es reunir las distintas ofertas de compraventa y casar las ofertas y obteniendo un precio horario, que es remitido a REE.


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