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: Req = R1 + R2 + R3 + ...
- Tensiones: V = V1 + V2 + V3 + ...
- Intensidad: It = I = I1 = I2 = I3 = ...
Circuito en paralelo
Circuito en paralelo:
- Resistencia equivalente: 1 / Req = 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3 + ...
- Corrientes: It = I1 + I2 + I3 + ...
- Tensiones: Vt = 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.