Conceptos Básicos de Electricidad: Materia, Circuitos y Generación de Energía

Conceptos Básicos de Electricidad

Materia, Átomos y Moléculas

• Materia: Todo lo que nos rodea, ocupa un lugar en el espacio y posee masa o peso.
• Moléculas: Unión de átomos.
• Átomos: Estructura mínima de la materia.
• Electrones libres: 1, 2 y hasta 3.
• Órbita: Trayectoria por donde circulan los electrones.

Componentes de un Circuito Eléctrico

• Resistencia: Todo elemento que se opone a la circulación de corriente.
• Bobina (en un circuito): Genera un campo magnético con el paso de la corriente.
• Condensador: Almacena cargas eléctricas y genera un campo eléctrico.

Unidades de Medida en Electricidad

• Potencia eléctrica: Gasto de energía en joules (J) en un determinado tiempo. Se mide en watts (W). 1 W = 1 J/s.
• Corriente: Flujo de electrones que se mueven de una órbita a otra. Se mide en amperes (A). 1 A = 1 Cb/s (coulomb por segundo).
• Resistencia: Oposición al flujo de electrones. Se mide en ohmios (Ω). En un circuito, genera calor y controla la corriente.
• Voltaje: Fuerza necesaria para mover un electrón. Se mide en voltios (V).

Potencia Mecánica

• Potencial Mecánico: Trabajo o energía que se realiza en un determinado tiempo. Se mide en caballos de fuerza (hp).
• Trabajo/tiempo = hp. 1 hp = 75 kg · 1 m/s.
• Relación entre potencia eléctrica y mecánica: 1 hp = 746 W.

Formas de Generación de Electricidad

• Fricción: Al frotar dos cuerpos entre sí, se genera la suficiente energía para liberar electrones de un cuerpo a otro. Ejemplo: Frotar una barra de vidrio con un paño.
• Calor: Al aplicar calor a dos metales diferentes, los electrones del cobre se transfieren a los átomos del zinc, generando un voltaje en sus extremos. Ejemplo: Termopar.
• Magnetismo: Cuando un conductor atraviesa un campo magnético, las líneas de fuerza impulsan electrones de los átomos del conductor a uno de sus extremos. Ejemplo: Generador.
• Luz: El material fotosensible libera electrones al recibir energía en forma de fotones de la luz, acumulando un voltaje en sus extremos. Ejemplo: Celda fotovoltaica.
• Acción Química: Al reaccionar el cobre con un electrolito, se transfieren electrones a los radicales, que los llevan hasta el zinc, generando una diferencia de potencial. Ejemplos: Baterías, pilas.
• Presión: Al presionar un cuarzo, los electrones se liberan y se desplazan a la cara opuesta del cristal (efecto piezoeléctrico).

Fórmulas y Equivalencias

• 1 W = 1 J/s
• 1 A = 1 Cb/s
• 1 hp = 75 kg · 1 m/s
• 1 Cb = 6,250 x 10¹⁸ electrones
• Potencia = Energía / Tiempo
• Potencia mecánica = kg · m/s

Ejemplo de Automatización de Luz

Automatizar luz: Cuando hay luz, el circuito está apagado porque el magnetismo mantiene el resorte abierto. Cuando no hay luz, el circuito se cierra y la luz se enciende.

Partes de un Circuito Eléctrico

• Fuente de poder
• Conductor
• Controlador de corriente
• Consumo (resistencia o carga)