Un sistema eléctrico es el recorrido de la electricidad a través de un conductor, desde  la fuente de energía hasta su lugar de consumo. Todo circuito eléctrico requiere, para su funcionamiento, de una fuente de energía, en este caso, de una corriente eléctrica.

Se debe recordar que cada circuito presenta una serie de características particulares. Se deben observar y compararlas y así obtener las conclusiones sobre los circuitos eléctricos.

Para analizar un circuito deben de conocerse los nombres de los elementos que lo forman, entre los cuales se encuentran el conductor, el generador, la resistencia, el nodo, la pila, entre otros. Los circuitos eléctricos pueden estar conectados en serie, en paralelo y de manera mixta, que es una combinación de estos dos últimos.

Por la importancia de los sistemas eléctricos en la actualidad, se realiza la presente investigación, la cual consta de los siguientes puntos: Definición de sistemas eléctricos, Características y Conceptos básicos de un Sistema Eléctrico. También se detallan los Elementos, Componentes y Clases de Sistemas Eléctricos. Y por ultimo se da una breve explicación de las leyes que se aplican a los Sistemas Eléctricos, y se muestran tres ejemplos para culminar.

Conceptos básicos de un Sistema Eléctrico

• Conductor Eléctrico: Cualquier material que ofrezca poca resistencia al flujo de electricidad se denomina conductor eléctrico. La diferencia entre un conductor y un aislante, que es un mal conductor de electricidad o de calor, es de grado más que de tipo, ya que todas las sustancias conducen electricidad en mayor o en menor medida. Un buen conductor de electricidad, como la plata o el cobre, puede tener una conductividad mil millones de veces superior a la de un buen aislante, como el vidrio o la mica. En los conductores sólidos la corriente eléctrica es transportada por el movimiento de los electrones; y en disoluciones y gases, lo hace por los iones.

• Intensidad: El flujo de carga que recorre un cable se denomina intensidad de corriente(i) o corriente eléctrica, y es la cantidad de coulombs que pasan en un segundo por una sección determinada del cable. Un coulomb por segundo equivale a 1 amper, unidad de intensidad de corriente eléctrica. La corriente es dinámica.

• Diferencia de potencial: La diferencia de potencial es constante. Al circular partículas cargadas entre dos puntos de un conductor se realiza trabajo. La cantidad de energía necesaria para efectuar ese trabajo sobre una partícula de carga unidad se conoce como diferencia de potencial (V). Esta magnitud se mide en volts. Cuando una carga de 1 coulomb se desplaza a través de una diferencia de potencial de 1 volt, el trabajo realizado equivale a 1 joule. Esta definición facilita la conversión de cantidades mecánicas en eléctricas.

Elementos de un Sistema eléctrico

Los elementos de un circuito pueden ser activos y pasivos. Elementos activos: son los que transforman una energía cualquiera en energía eléctrica, mediante un proceso que puede ser reversible o no. Nos referimos a los generadores de tensión y de corriente.

Elementos pasivos: son cuando almacenan, ceden o disipan la energía que reciben. Se refiere a las resistencias, bobinas y condensadores.

Estos elementos también se pueden tomar como:

- Elementos activos: la tensión y la corriente tienen igual signo.

- Elementos pasivos: la tensión y la corriente tienen distinto signo.

Sistemas Solares Autónomos

Dado que los paneles solares o módulos solares no almacenan energía, usualmente se conectan a un banco de baterías para que la energía almacenada en este pueda ser usada durante la noche o en períodos nublados.

Los sistemas solares a base de baterías pueden funcionar de manera autónoma y autosuficiente si está bien diseñados y dimensionados.

Las principales aplicaciones en México para los Sistemas Fotovoltaicos con Baterías son: electrificación de casas rurales en zonas apartadas, luminarias solares para alumbrado de parques o puentes, sistemas para repetidoras de microondas, radioases de telefonía celular, sistemas de telemetría o alumbrado de helipuertos en plataformas petroleras.

La consideración más importante en el diseño de este tipo de sistemas es que sea del tamaño adecuado para que la energía que consumen los aparatos sea la misma energía producida por el sistema fotovoltaico. Asimismo el banco de baterías sea el adecuado lo suficientemepara almacenar la energía suministrada por el arreglo fotovoltaico como para guardar una reserva que satisfaga las necesidades en periodos de baja insolación.

Características generales Sistemas fotovoltaicos autónomos:
 

• La mayor parte utiliza baterías
• Pueden entregar a la salida CD o CA
• Cubren por sí solos la demanda energética del usuario

Componentes del sistema Sistemas fotovoltaicos autónomos:
 

• Módulos solares
• Baterías
• Controlador de carga
• Inversor de corriente y/o convertidores de corriente
• Protecciones eléctricas
• Aplicaciones de los sistemas solares autónomos

Aplicaciones y ventajas de los sistemas solares aislados o autónomos:
 

• Donde la energía eléctrica convencional no esta disponible
• Donde la energía eléctrica convencional no es confiable
• Para aplicaciones donde se necesita movilidad
• Para apoyo a situaciones de emergenci

Ventajas y desventajas de los sistemas solares autónomos:

VENTAJAS

• Energía limpia
• Energía independiente
• Proviene de una fuente inagotable de energía
• Los costos tienden a bajar con el tiempo

DESVENTAJAS

• Se requiere de una inversión inicial fuerte
• Costosa para lugares con energía convencional disponible

SISTEMAS CONTROLADOS

Los   sistemas   controlados   son   la   clase   de   sistemas   más   importante,   puesto   que   la clasificación   entre   variables   de   entrada   y   de   salida   generalmente   se   conoce   y   la   gran mayoría  de  las  teorías  de  sistemas  asumen  el  control  como  un  conocimiento  a  priori  del sistema.