Fundamentos de Circuitos Eléctricos: Ley de Ohm, Potencia y Componentes Clave

Conceptos Fundamentales de Electricidad

1. Definición de Circuito Eléctrico

Un circuito eléctrico es un conjunto de operadores (elementos) a través del cual puede circular la corriente eléctrica.

2 & 3. Elementos de un Circuito Eléctrico (CE) y su Finalidad

Elementos Fundamentales

• Generadores: Suministran o reparten la energía eléctrica acumulada.
• Conductores: Permiten la circulación de la energía eléctrica (corriente).
• Aislantes: Impiden el paso de la corriente eléctrica.
• Receptores: Transforman la energía eléctrica en otro tipo de energía (lumínica, térmica, mecánica, etc.).

Elementos Complementarios

• CE de Maniobra: Permiten gobernar a voluntad la instalación (encender, apagar, regular).
• CE de Protección: Protegen las instalaciones y a los usuarios (fusibles, interruptores automáticos).

4. Ventajas del Uso de la Energía Eléctrica

El principal motivo por el cual se emplea la energía eléctrica es que es fácil de transportar y fácil de transformar en otras formas de energía.

Principios de Magnetismo y Electromagnetismo

7 & 8. Interacción Magnética

Un imán es capaz de atraer objetos de hierro a una distancia adecuada. Respecto a la aproximación de imanes:

• Polos diferentes (Norte-Sur) se atraen.
• Polos iguales (Norte-Norte o Sur-Sur) se repelen.

11. Construcción de un Electroimán

Un electroimán se construye enrollando un cable conductor (bobina) alrededor de un núcleo de material ferromagnético, como el hierro.

Máquinas Eléctricas Rotativas

13. Definición de Alternador

Un alternador es un operador que genera una corriente alterna (CA).

14 & 15. Definición de Dinamo

Una dinamo es una máquina eléctrica reversible: puede funcionar como motor o como generador de corriente continua (CC).

Magnitudes Eléctricas Fundamentales

• 16. Carga Eléctrica (Q): Cantidad de electricidad que tiene un cuerpo. Su unidad es el Culombio (C).
• 17. Intensidad de Corriente (I): Cantidad de carga eléctrica que atraviesa la sección de un conductor por unidad de tiempo. Su unidad es el Amperio (A).
• 18. Resistencia Eléctrica (R): Es la mayor o menor dificultad que opone un conductor al paso de la corriente eléctrica. Su unidad es el Ohmio (Ω).

19. Voltaje o Tensión (V)

Es el valor de la fuerza electromotriz (FEM) o diferencia de potencial. Su unidad es el Voltio (V).

21. Ley de Ohm

La relación fundamental entre las magnitudes eléctricas se expresa mediante la Ley de Ohm:

$$I = \frac{V}{R}$$

Energía y Potencia en Circuitos

22. Trabajo Eléctrico (W) o Energía (E)

Es el producto de la fuerza electromotriz (FEM) necesaria para transportar las cargas eléctricas por el valor de estas cargas. Su unidad es el Julio (J).

Fórmulas:

$$E = W = FEM \cdot Q = V \cdot Q$$

Siendo $Q = I \cdot t$, la fórmula también se expresa como:

$$E = V \cdot I \cdot t$$

23. Potencia Eléctrica (P)

Es la cantidad de energía eléctrica transformada por unidad de tiempo. Su unidad es el Vatio (W).

Fórmulas:

$$P = \frac{W}{t} = \frac{V \cdot I \cdot t}{t} = V \cdot I$$

26. Cortocircuito

Un cortocircuito es un fallo en un aparato o línea eléctrica que provoca una conexión de muy baja resistencia entre dos puntos de diferente potencial, resultando en un paso excesivo de corriente eléctrica.

Impacto y Sostenibilidad

27. Energía

Capacidad que tiene un sistema material para realizar un trabajo.

28. Medio Ambiente

Es todo aquello que influye en los seres vivos y en los procesos que se desarrollan en un determinado hábitat.

29. Desarrollo Sostenible

Puede ser definido como un desarrollo que satisface las necesidades del presente sin poner en peligro la capacidad de las generaciones futuras para atender sus propias necesidades.

30. Ahorro Energético

Ejemplos de ahorro:

• Apagando luces innecesarias.
• Utilizando bombillas de bajo consumo o de autoconsumo (como las LED).