Generador
De Laplace
(→Definición de fuerza electromotriz) |
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==Definición de generador== | ==Definición de generador== | ||
==Definición de fuerza electromotriz== | ==Definición de fuerza electromotriz== | ||
| + | La acción neta de las fuerzas no electrostáticas que actúan en los generadores se mide con la ''[[fuerza electromotriz]]'', cuya unidad es el voltio y definida como | ||
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| + | <center><math>\mathcal{E} = \oint \frac{\mathbf{F}}{q}{\cdot}\mathrm{d}\mathbf{r} = \oint (\mathbf{E}+\mathbf{E}'){\cdot}\mathrm{d}\mathbf{r}</math></center> | ||
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| + | esto es, la integral a lo largo de una curva cerrada de la fuerza total por unidad de carga. Esta fuerza total incluye al campo electrostático <math>\mathbf{E}</math> como al campo efectivo <math>\mathbf{E}'</math>. | ||
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| + | En circuito abierto, la fuerza electromotriz equivale a la diferencia de potencial entre bornes del generador | ||
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| + | <center><math>\mathcal{E} = \oint(\mathbf{E}+\mathbf{E}'){\cdot}\mathrm{d}\mathbf{r} = \int_{\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\mathrm{ext}\ P}^N \mathbf{E}{\cdot}\mathrm{d}\mathbf{r} + \int_{\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\mathrm{int}\ N}^P \mathbf{0}{\cdot}\mathrm{d}\mathbf{r} = V_P-V_N</math></center> | ||
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| + | Cuando se establece la corriente, el campo no electrostático no sólo debe compensar al campo eléctrico, sino que debe devolver a las cargas, que han circulado por el exterior, a su electrodo original. Por ello, debe ser superior al campo eléctrico, ya que ha de superar la | ||
| + | resistencia que opone el propio generador al movimiento de cargas por su interior, lo que se expresa a través de la relación | ||
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| + | <center><math>V_P-V_N = \mathcal{E} - I r\,</math></center> | ||
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| + | donde <math>V_P-V_N</math> es la diferencia de potencial entre bornes, <math>I</math> la corriente que atraviesa el generador y <math>r</math> la resistencia interna de éste. | ||
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| + | Hay que remarcar que en el interior de un generador ''no'' se verifica la ley de Ohm, ya que la corriente o bien es nula o bien va en | ||
| + | sentido opuesto al campo eléctrico. En todo caso, se verifica <math>\mathbf{J}=\sigma(\mathbf{E}+\mathbf{E}')</math> cuando el agente externo actúa en un medio óhmico. | ||
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| + | Modelando un generador real en un circuito equivalente, lo podemos considerar como compuesto de un generador ideal (sin resistencia interna) asociado en serie con una resistencia <math>r</math>. | ||
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| + | Cuando se describe una curva cerrada en un sistema en estado estacionario, atravesando uno o varios generadores, la definición de | ||
| + | fuerza electromotriz, trasladada al circuito equivalente, conduce a la ley de Kirchhoff para las mallas | ||
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| + | <center><math>\sum\mathcal{E}_i = \sum I_i R_i</math></center> | ||
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| + | donde las <math>I_i</math> son las corrientes que circulan por las distintas ramas que recorremos, y las <math>R_i</math> incluyen también las resistencias internas de las fuentes. | ||
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==Relación con el voltaje== | ==Relación con el voltaje== | ||
===En circuito abierto=== | ===En circuito abierto=== | ||
Revisión de 13:54 28 mar 2010
Contenido |
1 Introducción
2 Definición de generador
3 Definición de fuerza electromotriz
La acción neta de las fuerzas no electrostáticas que actúan en los generadores se mide con la fuerza electromotriz, cuya unidad es el voltio y definida como
esto es, la integral a lo largo de una curva cerrada de la fuerza total por unidad de carga. Esta fuerza total incluye al campo electrostático 
como al campo efectivo 
.
En circuito abierto, la fuerza electromotriz equivale a la diferencia de potencial entre bornes del generador
Cuando se establece la corriente, el campo no electrostático no sólo debe compensar al campo eléctrico, sino que debe devolver a las cargas, que han circulado por el exterior, a su electrodo original. Por ello, debe ser superior al campo eléctrico, ya que ha de superar la resistencia que opone el propio generador al movimiento de cargas por su interior, lo que se expresa a través de la relación
donde VP − VN es la diferencia de potencial entre bornes, I la corriente que atraviesa el generador y r la resistencia interna de éste.
Hay que remarcar que en el interior de un generador no se verifica la ley de Ohm, ya que la corriente o bien es nula o bien va en
sentido opuesto al campo eléctrico. En todo caso, se verifica 
cuando el agente externo actúa en un medio óhmico.
Modelando un generador real en un circuito equivalente, lo podemos considerar como compuesto de un generador ideal (sin resistencia interna) asociado en serie con una resistencia r.
Cuando se describe una curva cerrada en un sistema en estado estacionario, atravesando uno o varios generadores, la definición de fuerza electromotriz, trasladada al circuito equivalente, conduce a la ley de Kirchhoff para las mallas
donde las Ii son las corrientes que circulan por las distintas ramas que recorremos, y las Ri incluyen también las resistencias internas de las fuentes.
4 Relación con el voltaje
4.1 En circuito abierto
4.2 En circuito cerrado
5 Potencia de un generador
6 Modelo circuital de generador
6.1 Fuente de tensión
6.2 Fuente de intensidad
7 Ejemplos
7.1 Generador de Van de Graaf
