Corriente continua, resistencia eléctrica, FEM y protecciones: conceptos clave en electrónica

Conceptos básicos de corriente y componentes eléctricos

Corriente continua

Corriente continua: se caracteriza porque los electrones libres se mueven en el mismo sentido por el conductor con una intensidad constante; es decir, su valor se mantiene invariable con el paso del tiempo. Todos los aparatos que usan pilas funcionan con corriente continua.

Resistencia eléctrica

Se le llama resistencia eléctrica a la oposición que tienen los electrones para desplazarse a través de un conductor. La unidad de resistencia en el Sistema Internacional es el ohmio, que se representa con la letra griega omega (Ω).

Fuerza electromotriz (FEM)

Fuerza electromotriz: es la fuerza para trasladar los electrones de un polo a otro y así crear la diferencia de cargas; a esto se le denomina fuerza electromotriz (FEM). Se mide en voltios y, en la práctica, corresponde a la tensión interna o tensión en vacío que posee el generador.

1.ª ley de Kirchhoff

1.ª ley de Kirchhoff: en todo circuito eléctrico la suma de las corrientes que se dirigen hacia un nodo o nudo es igual a la suma de las intensidades salientes o que se alejan de él. Esta ley se aplica, por ejemplo, para resolver circuitos en paralelo. (i1 + i2 = i3)

Resistividad y dependencia con la temperatura

Resistividad: por lo general, la resistencia aumenta con la temperatura en los conductores metálicos. Este aumento dependerá del incremento de la temperatura y del material del que está hecho el conductor.

Relación típica: Rt = R0 (1 + α · ΔT), donde Rt es la resistencia a la temperatura T, R0 es la resistencia a la temperatura de referencia, α es el coeficiente de temperatura y ΔT es el cambio de temperatura.

Ventajas: esta dependencia permite aplicaciones como los termómetros electrónicos (sensores que detectan variaciones de resistencia con la temperatura).

Desventajas: las medidas eléctricas pueden verse distorsionadas por cambios de temperatura; por eso los instrumentos de medida se fabrican con materiales de bajo coeficiente de temperatura. Existen materiales que, con el aumento de temperatura, reducen su resistencia: son aquellos que poseen coeficiente negativo de temperatura; en general, son los semiconductores (NTC).

Sobrecarga

Sobrecarga: se produce cuando la magnitud de la tensión ("voltaje") o corriente supera el valor preestablecido como normal (valor nominal). Comúnmente, estas sobrecargas se originan por exceso de consumos en la instalación eléctrica.

Las sobrecargas producen calentamiento excesivo en los conductores, lo que puede significar la destrucción de su aislación, llegando incluso a provocar incendios por inflamación.

Relé magnético

Relé magnético: se encarga de la protección frente a cortocircuitos. Está constituido por una bobina que tiene una determinada resistencia eléctrica. Dentro de él hay un núcleo de hierro que está en posición de reposo y separado de su armadura o anclaje.

Mientras la corriente que pasa sea la nominal, el interruptor permanece cerrado. Cuando la intensidad crece, la bobina crea un campo magnético suficientemente fuerte para succionar el núcleo móvil, lo que hace que el circuito se abra.

Relé térmico

Relé térmico: se encarga de la protección frente a sobrecargas. La corriente se hace pasar por un elemento bimetálico similar al de un termostato. Cuando la intensidad se eleva a valores considerados de sobrecarga, la lámina bimetálica se calienta por efecto Joule, se deforma y actúa sobre el sistema de apertura del interruptor.

Resumen de términos clave

• Corriente continua: movimiento de electrones en un solo sentido con intensidad constante.
• Resistencia eléctrica: oposición al paso de electrones; unidad: ohmio (Ω).
• FEM: fuerza que genera la diferencia de potencial en un generador; medida en voltios.
• Ley de Kirchhoff: conservación de corriente en un nodo (suma de entradas = suma de salidas).
• Resistividad: dependencia de la resistencia con la temperatura; fórmula: Rt = R0 (1 + α · ΔT).
• Sobrecarga: exceso de corriente o tensión que puede dañar la instalación.
• Relé magnético y térmico: protecciones frente a cortocircuitos y sobrecargas, respectivamente.