Fundamentos de Circuitos Eléctricos: Componentes, Leyes y Electromagnetismo

Fundamentos de Circuitos Eléctricos

Componentes de un Circuito Eléctrico

Los elementos o componentes mínimos necesarios para montar un circuito eléctrico sencillo son: un generador, los conductores y un receptor.

Existen otros dos tipos de componentes que se utilizan para controlar y proteger los circuitos:

• Dispositivos de control: Permiten abrir o cerrar el circuito a voluntad (los interruptores, conmutadores y pulsadores).
• Dispositivos de protección: Evitan que los componentes del circuito sufran daños (los fusibles).

Corriente Eléctrica

• Corriente Continua (CC): Las cargas eléctricas circulan siempre en el mismo sentido (baterías o pilas).
• Corriente Alterna (CA): La circulación de las cargas eléctricas cambia de sentido 50 veces en un segundo (en casa).

Tipos de Conexionado de Receptores en un Circuito

Los receptores que forman parte de un circuito eléctrico pueden estar conectados de distintas formas:

• En Serie: Los diferentes receptores están situados uno a continuación de otro de manera que circula la misma corriente eléctrica.
• En Paralelo: Cada uno de ellos está conectado al polo positivo y al polo negativo de la pila, de tal manera que están alimentados por el mismo voltaje.
• Conexión Mixta: Cuando las conexiones de los receptores se hacen en serie y en paralelo.

Magnitudes Eléctricas Básicas

• Tensión/Voltaje: Es la energía mediante la cual las cargas eléctricas son impulsadas desde el generador. Su unidad de medida es el voltio (V).
• Intensidad: Es la cantidad de cargas eléctricas que pasan por un punto cualquiera del circuito en un segundo. Su unidad es el amperio (A-I).
• Resistencia: Es la dificultad que ofrecen los elementos del circuito al paso de la corriente eléctrica. Su unidad de medida es el ohmio (Ω-R).

r=ρ(Ω·mm²/m)l(longitud m)/s(sección en mm²)

La Ley de Ohm

La intensidad de corriente eléctrica que circula por un circuito es directamente proporcional a la tensión aplicada e inversamente proporcional a la resistencia del circuito. i= v/r

Potencia y Energía Eléctrica

La potencia eléctrica es la capacidad que tiene un receptor para transformar cierta cantidad de energía en un tiempo determinado. Su unidad de medida es el vatio (W), aunque se usa el kilovatio (kW)=milW. p=v/a

La cantidad de energía eléctrica transformada en un receptor es directamente proporcional a la tensión aplicada, a la intensidad de corriente que circula en él y al tiempo de paso de la corriente. La unidad de medida es el vatio-hora (Wh), aunque se usa kilovatio-hora (kWh)=milWh e=v·i·t(tiempo) o e=p·t

Electromagnetismo

El electromagnetismo trata de las relaciones entre el magnetismo y la electricidad. Podemos distinguir dos casos:

1. Creación de un campo magnético a partir de una corriente eléctrica.
2. Creación de una corriente eléctrica a partir del desplazamiento de un campo magnético.

Bobina: Conjunto de espiras muy juntas, de modo que el radio es mucho mayor que la longitud de la agrupación.

Solenóide: Agrupación de espiras cuya longitud es notablemente mayor que el radio.

El Motor Eléctrico

Un motor eléctrico es una máquina que transforma la energía eléctrica en mecánica al girar el eje del motor.

Partes de un Motor Eléctrico

1. El estator es la parte fija del motor. Tiene forma de cilindro hueco y en él se disponen los imanes o electroimanes que generan el campo magnético.
2. El rotor es la parte móvil que gira. Tiene forma cilíndrica y se sujeta gracias a su eje. Este cilindro tiene unas ranuras en las que se introducen bobinas de cobre que al ser recorridas por la corriente eléctrica crean otro campo magnético.
3. Los extremos de las bobinas se unen al colector formado por láminas de cobre que se desplazan sobre las escobillas conectadas a la tensión de alimentación.

Funcionamiento de un Motor Eléctrico

Cuando por un conductor eléctrico circula una corriente, se genera un campo magnético.

Si dicho conductor se halla a su vez dentro de un campo magnético, tendremos dos campos magnéticos en un mismo espacio. Al igual que sucede con dos imanes, se originarán dos fuerzas que tenderán a producir un movimiento.

Motor elemental: La corriente llega a la espira a través de las escobillas y el colector, creando el segundo campo magnético. Los dos campos interactúan haciendo girar la espira.