Conceptos Fundamentales de Electricidad: Corriente, Resistencia y Leyes

Fundamentos de Electricidad y Circuitos

Conductancia

Es el valor inverso de la resistencia eléctrica de un material.

Fuerza Electromotriz (FEM)

Es el trabajo que realiza un generador (como una batería o dinamo) para que la unidad de carga positiva recorra el circuito eléctrico completo.

Ley de Ohm para un Circuito Completo

La intensidad de corriente (I) en un circuito completo es directamente proporcional a la fuerza electromotriz (FEM) total del circuito e inversamente proporcional a la resistencia total (R_total) del mismo (I = FEM / R_total).

Ley de Ohm (Formulación Básica)

La intensidad de corriente (I) que circula por un conductor es directamente proporcional a la diferencia de potencial (V o DDP) aplicada en sus extremos e inversamente proporcional a su resistencia (R). Matemáticamente: I = V / R.

Energía Eléctrica

Se mide por el trabajo que realiza la corriente eléctrica al desplazar las cargas entre dos puntos con diferente potencial eléctrico.

Potencia Eléctrica

Es la energía eléctrica consumida o suministrada por unidad de tiempo.

Efecto Joule

Es el fenómeno de desprendimiento de calor originado por el paso de la corriente eléctrica a través de un conductor debido a las colisiones de los electrones con los átomos del material.

Ley de Joule

La cantidad de calor (Q) desprendido por una corriente eléctrica que atraviesa un conductor es directamente proporcional al cuadrado de la intensidad (I²), a la resistencia (R) del conductor y al tiempo (t) durante el cual circula la corriente. Fórmula: Q = I² ⋅ R ⋅ t.

Corriente Eléctrica

Es un flujo ordenado de cargas eléctricas (generalmente electrones) a través de un material conductor.

Corriente Continua (CC o DC)

Es aquella en que las cargas eléctricas siempre se mueven en un mismo sentido. El flujo de carga no varía su dirección en función del tiempo.

Corriente Alterna (CA o AC)

Es aquella en que el sentido del movimiento de las cargas eléctricas cambia periódicamente en el tiempo.

Conductor Eléctrico

Es todo material o cuerpo que permite fácilmente el paso de la corriente eléctrica a través de él, ofreciendo baja resistencia.

Tipos de Conductores

• Conductores de 1ª Especie (Metálicos):
  • Crean un campo magnético a su alrededor.
  • No hay transporte neto de materia (conducen por electrones libres).
  • Su resistencia eléctrica aumenta con la temperatura.
  • No experimentan cambios químicos al paso de la corriente.
• Conductores de 2ª Especie (Electrolíticos):
  • Son disoluciones iónicas o sales fundidas.
  • Crean un campo magnético.
  • Hay transporte de materia (conducen por movimiento de iones).
  • Su resistencia eléctrica generalmente disminuye con la temperatura.
  • Experimentan cambios químicos (electrólisis) al paso de la corriente.

Intensidad de Corriente Eléctrica

Es la cantidad de carga eléctrica (Q) que atraviesa la sección transversal de un conductor por unidad de tiempo (t). Se mide en Amperios (A). Fórmula: I = Q / t.

Amperio (A)

Es la unidad de intensidad de corriente eléctrica en el Sistema Internacional (SI). Un Amperio corresponde al paso de una carga de 1 Culombio (C) por segundo (s) a través de la sección transversal de un conductor (1 A = 1 C/s).

Resistencia Eléctrica

Es la oposición que ofrece un material al paso de la corriente eléctrica. Se mide en Ohmios (Ω).

Ohmio (Ω)

Es la unidad de resistencia eléctrica en el SI. Un Ohmio es la resistencia de un conductor que, al aplicarle una diferencia de potencial de 1 Voltio (V), deja pasar una corriente de intensidad de 1 Amperio (A) (1 Ω = 1 V / 1 A).

Factores que Afectan la Resistencia

• Naturaleza del conductor (Resistividad).
• Longitud del conductor (a mayor longitud, mayor resistencia).
• Sección transversal del conductor (a mayor sección, menor resistencia).
• Temperatura (en metales, a mayor temperatura, mayor resistencia).

Resistividad (ρ)

Es una propiedad intrínseca de cada material que cuantifica su oposición al paso de la corriente eléctrica. Se define como la resistencia eléctrica que ofrece un conductor de dicho material de 1 metro de longitud y 1 metro cuadrado de sección transversal. Su unidad en el SI es el Ohmio por metro (Ω⋅m).