Conceptos Esenciales de Electricidad y Electrónica: Magnitudes y Leyes Fundamentales
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Electricidad: Conceptos Fundamentales
La materia está formada por átomos, construidos por partículas cargadas negativamente y positivamente. Entre estas partículas existen fuerzas de atracción o de repulsión que generan un tipo de energía llamada electricidad.
Este desplazamiento de cargas se conoce como corriente eléctrica y se produce en medios conductores. Los materiales conductores son aquellos que transmiten la energía eléctrica por toda su superficie.
Los circuitos eléctricos permiten el aprovechamiento de la energía, tanto en forma de luz como en diferentes formas de energía.
Electrónica
La electrónica es la rama de la física que se ocupa del control del movimiento de los electrones en los materiales semiconductores.
Los materiales semiconductores son aquellos que presentan un comportamiento intermedio entre los materiales conductores y aislantes.
Los circuitos electrónicos se utilizan principalmente para el control y la distribución de información, y tienen una gran importancia en los avances ocurridos en el campo de la informática.
Electrónica Analógica y Digital
Electrónica Analógica
Estudia los sistemas en los que las variables pueden tomar todos los valores en el tiempo (son continuas). Un pequeño cambio en alguna de esas variables puede producir un gran cambio en el comportamiento del circuito.
Electrónica Digital
Estudia los sistemas en los que la información está codificada en valores discretos (tradicionalmente ceros y unos). Se asigna un rango de voltaje a cada uno de ellos, aunque cada sistema tiene sus propios niveles lógicos (suelen estar entre 0 y 18 voltios).
Tipos de Corriente Eléctrica
- Corriente Continua (CC)
- Corriente que se produce cuando los electrones se mueven dentro de un circuito eléctrico siempre en la misma dirección.
- Corriente Alterna (CA)
- Corriente eléctrica cuyo valor y sentido varían de forma cíclica dentro de un circuito.
Magnitudes Eléctricas Fundamentales
- Intensidad de Corriente (I)
- Es la magnitud eléctrica que indica el número de electrones que atraviesan la sección de un conductor por unidad de tiempo. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el Amperio (A).
- Voltaje (V)
- Es la magnitud que indica la diferencia de energía eléctrica por unidad de carga que existe entre dos puntos de un circuito. Esa diferencia también se puede llamar diferencia de potencial, caída de tensión o tensión. Su unidad de medida es el Voltio (V).
- Resistencia (R)
- Es la magnitud eléctrica que indica la oposición al paso de la corriente eléctrica. Su unidad de medida es el Ohmio (Ω).
Leyes y Fórmulas
Ley de Ohm
La Ley de Ohm relaciona las tres magnitudes fundamentales (Voltaje, Intensidad y Resistencia):
- I = V / R
- V = R × I
- R = V / I
Potencia Eléctrica
La Potencia Eléctrica (P) es la energía consumida por unidad de tiempo:
- P = E / T = V × I
- P = V / R = R I (Nota: Fórmulas reproducidas según el documento original)
Efecto Joule
El Efecto Joule describe el calor generado por la corriente:
- Q = I × R × T
Circuito en Serie
La Resistencia Total (Rt) en un circuito en serie es la suma de las resistencias individuales:
- Rt = R1 + R2 + ... Rn