Conceptos esenciales de circuitos eléctricos: corriente, voltaje, resistencia y potencia

Circuito eléctrico

Un circuito eléctrico es un recorrido por el cual circulan los electrones. Tiene un generador que proporciona energía, elementos de control y elementos de recepción o receptores, unidos mediante hilos.

Corriente eléctrica

Corriente eléctrica es la circulación, de forma continua, de electrones o carga eléctrica por un circuito.

Voltaje o diferencia de potencial

Voltaje o diferencia de potencial: la cantidad de energía que una pila o batería (generador) es capaz de suministrar a cada electrón viene dada por su voltaje (V) o tensión y se mide en voltios (V). Para medir el voltaje se utiliza el voltímetro. Los cables que salen del voltímetro se conectan en paralelo. Los términos voltaje y tensión tienen el mismo significado: ambos indican la diferencia de potencial entre dos puntos.

Intensidad de corriente eléctrica

Intensidad de corriente eléctrica: la intensidad de corriente eléctrica (I) es la carga o el número de electrones que atraviesan cada segundo la sección de un conductor. Se expresa mediante la relación:

• I = Q / t

En el Sistema Internacional se mide en amperios (A). Para medirla se usa el amperímetro, que debe conectarse en serie.

Resistencia eléctrica y ley de Ohm

Resistencia eléctrica: la resistencia (R) que un material opone al paso de la electricidad es el cociente entre la tensión aplicada en sus extremos y la intensidad de corriente que lo atraviesa. Este enunciado se conoce como la ley de Ohm (relación entre las tres magnitudes):

• R = V / I

Energía eléctrica

Energía eléctrica que consume, en un tiempo determinado t, un aparato eléctrico por el que circula una intensidad I y cuyo voltaje de funcionamiento es V:

• E = V · I · t

La energía se mide en julios (J).

Potencia eléctrica

Potencia eléctrica: la capacidad que tiene un receptor eléctrico para transformar energía en un tiempo determinado. Se mide en vatios (W), y también en kilovatios (kW).

La potencia P consumida por un aparato eléctrico por el que circula una intensidad I y cuyo voltaje de funcionamiento es V:

• P = V · I

Energía consumida en kilovatio-hora

La energía consumida se expresa en kilovatio-hora (kW·h):

• 1 kW·h = 3 600 000 J = 3600 kJ

Si se conoce la potencia de un receptor, es fácil calcular la energía eléctrica consumida en kW·h; para ello se multiplica la potencia en kW por el tiempo de funcionamiento en horas:

• E = P · t

Circuito en serie

Circuito en serie:

• Resistencia equivalente: R_eq = R₁ + R₂ + R₃ + ...
• Tensiones: V = V₁ + V₂ + V₃ + ...
• Intensidad: I_t = I = I₁ = I₂ = I₃ = ...

Circuito en paralelo

Circuito en paralelo:

• Resistencia equivalente: 1 / R_eq = 1 / R₁ + 1 / R₂ + 1 / R₃ + ...
• Corrientes: I_t = I₁ + I₂ + I₃ + ...
• Tensiones: V_t = V₁ = V₂ = V₃ = ...

Notas finales

• Para medir voltaje se utiliza voltímetro conectado en paralelo.
• Para medir intensidad se utiliza amperímetro conectado en serie.
• La ley de Ohm relaciona las tres magnitudes fundamentales: V, I y R.