Fundamentos de la Carga Eléctrica, Circuitos y Ley de Ohm

Concepto de Carga, Unidad de Carga Eléctrica y Portadores de Carga

La carga es la propiedad que adquieren los cuerpos cuando han perdido o ganado electrones. La cantidad de electricidad de un cuerpo se puede medir por el culombio. La unidad más pequeña portadora de carga es el electrón. Carga del electrón: 1.6 × 10^-19 C.

• Miliculombio: 0.001 C = 10^-3 C (para pasarlo a culombios, dividir entre 1000).
• Microculombio: 0.000001 C = 10^-6 C.

Los iones son los átomos que han perdido o ganado electrones. Los iones que han ganado electrones adquieren carga negativa y se llaman *aniones*, y los que pierden electrones adquieren carga positiva y se llaman *cationes*. 1 mol = 6.023 × 10²³.

Métodos de Electrización de los Cuerpos

1. Por contacto o rozamiento.
2. Por inducción electrostática: polarizando.

Campo Eléctrico

Es la región del espacio sobre la que es capaz de actuar para atraer o repeler a otra carga. E = F/q.

Energía Potencial Eléctrica

Es la energía necesaria para realizar un trabajo sobre un objeto debido a su posición. Ep = F · d (se mide en julios).

Potencial Eléctrico o Tensión

Es la cantidad o nivel eléctrico que posee una carga. V = Ep/q.

Circuito Eléctrico

Es el camino que sigue la corriente eléctrica a lo largo de un conductor que tiene sus extremos conectados a un generador.

Elementos del Circuito

Generadores de Corriente

Es un dispositivo que, utilizando otro tipo de energía, es capaz de mantener la diferencia de potencial entre dos puntos. Las pilas eléctricas son generadores que utilizan la energía que se produce en las reacciones químicas. La dinamo es otro tipo de generador de corriente. También existen las células fotoeléctricas y los cristales de cuarzo.

Conexión de Generadores

• En serie.
• En paralelo.

Intensidad de Corriente

Es la magnitud que relaciona la cantidad de cargas que pasan por un conductor con el tiempo que tardan en pasar. I = q/t (se mide en amperios).

Resistencia Eléctrica

Nos indica la capacidad que tiene un conductor de oponerse al paso de la corriente eléctrica. R = ρ · l/S (donde ρ es la resistividad, l es la longitud y S es la sección transversal).

Conductores y Receptores

Los conductores son elementos que transportan la corriente eléctrica a los distintos dispositivos.

Receptores

Los receptores son aparatos que transforman la energía eléctrica en otro tipo de energía. Ejemplos:

• Resistencias térmicas (efecto calorífico).
• Resistencias electrónicas (modifican la intensidad o el voltaje).
• Motores (efecto mecánico-magnético).
• Lámparas (efecto luminoso).
• Timbres y sirenas (efecto magnético).
• Dispositivos emisores y receptores de ondas hertzianas (efecto ondulatorio).
• Cubas electrolíticas (efecto químico).

Conexiones de Resistores

Se colocan uno a continuación de otro, unidos mediante cables conductores.

Dispositivos de Maniobra

Son aquellos que permiten controlar la corriente eléctrica y llevarla a donde convenga.

Aparatos de Medida

• Amperímetro: Mide las intensidades de las corrientes y debe colocarse en serie.
• Voltímetro: Mide las diferencias de potencial entre dos puntos y se conecta siempre en paralelo.
• Ohmímetro: No pasa corriente eléctrica por la resistencia que se quiere medir.

Potencia Eléctrica

La relación entre la energía gastada o trabajo realizado en la unidad de tiempo se llama potencia. Se mide en vatios (W). Para pasar de julios (J) a kilovatios-hora (kW·h) se divide entre 3,600,000, y de kW·h a julios se multiplica por 3,600,000.

Corriente Eléctrica

Es el paso de cargas por un conductor, como consecuencia de la diferencia de potencial entre dos puntos.

Clases de Corriente

• Corriente Continua (CC): Es aquella cuyo flujo de portadores de carga se dirige en el mismo sentido.
• Corriente Alterna (CA): Los electrones oscilan de un lado al otro de su centro y va cambiando de sentido.

Ley de Ohm

La intensidad de una corriente es mayor cuanto mayor es la diferencia de potencial entre sus extremos (directamente proporcional) y es menor cuanto mayor sea la resistencia que ofrezca el conductor al paso de la corriente (inversamente proporcional).

I = V/R ; R = V/I ; V = I·R (donde V es la diferencia de potencial).