Fundamentos de Electricidad: Carga, Corriente y Circuitos Eléctricos

¿Qué es la Carga Eléctrica?

La carga eléctrica es la propiedad de la materia responsable de los fenómenos eléctricos. Para explicar los fenómenos eléctricos de atracción y repulsión, partimos de que la materia está constituida por átomos, a su vez formados por otras partículas más pequeñas:

• Electrones: Tienen carga negativa.
• Protones: Tienen carga positiva.
• Neutrones: No tienen carga.

Corriente Eléctrica

La corriente eléctrica se denomina al desplazamiento continuo de electrones a través de un material conductor.

Materiales Conductores y Aislantes

Materiales Conductores

Son aquellos que permiten el paso de la corriente eléctrica. Los buenos conductores son, por ejemplo, la plata y el cobre.

Materiales Aislantes

Son aquellos que impiden el paso de la corriente eléctrica. Los mejores aislantes son, por ejemplo, el plástico y la cerámica.

El Circuito Eléctrico

Un circuito eléctrico es un conjunto de elementos conectados entre sí por los que circula la corriente eléctrica. Sus componentes principales son:

Componentes de un Circuito Eléctrico

Generadores

Producen y mantienen la corriente eléctrica. Pueden ser:

• Pilas
• Baterías
• Alternadores
• Dinamos
• Celdas solares fotovoltaicas
• Celdas de hidrógeno

Conductores

Son elementos que unen el resto de componentes del circuito, permitiendo el flujo de electrones. Se denominan cables o hilos conductores.

Receptores

Son dispositivos que transforman la energía eléctrica que reciben en otro tipo de energía útil. Tipos:

• Resistencia eléctrica: Transforma en energía térmica (calor).
• Bombilla: Transforma en energía luminosa (luz).
• Motor: Transforma en energía mecánica (movimiento).
• Timbre: Transforma en energía sonora (sonido).

Elementos de Control y Maniobra

Sirven para dirigir o interrumpir a voluntad el paso de la corriente eléctrica. Los más comunes son:

• Interruptor: Tiene dos posiciones (abierto/cerrado).
• Conmutador: Consta de varias posiciones para dirigir la corriente a diferentes circuitos.
• Pulsador: Similar al interruptor, pero solo cierra o abre el circuito mientras se mantiene presionado, volviendo a su posición fija al soltarlo.

Elementos de Protección

Interrumpen el paso de la corriente si esta es muy elevada, protegiendo la instalación y los aparatos. En las viviendas, los más comunes son:

• Fusibles
• Interruptores magnetotérmicos (ubicados en el cuadro general)

Efecto Joule

Cuando los electrones circulan por un conductor, chocan contra los átomos del material. Parte de la energía cinética de los electrones se convierte en calor. Este fenómeno se llama efecto Joule.

Los elementos diseñados específicamente para producir calor aprovechando este efecto son las resistencias.

Producción de Luz

Existen diferentes formas de producir luz a partir de la electricidad. Una de ellas se basa en el calentamiento producido por la corriente eléctrica:

• Incandescencia: Algunos cuerpos aumentan su temperatura al ser atravesados por una corriente eléctrica. Cuando dicho aumento es suficientemente notable, emiten luz visible. Las lámparas incandescentes y halógenas se basan en este principio.