Fundamentos de Electricidad: Circuitos, Componentes y Magnitudes Esenciales

¿Qué es un Circuito Eléctrico?

Es el recorrido por el cual circulan los electrones. Consta de los siguientes elementos:

• Un generador que proporciona energía.
• Un hilo conductor.
• Un interruptor.
• Un receptor.

¿Qué es un Átomo?

Se define como la partícula más pequeña que forma la materia. A su vez, los átomos están formados por protones, electrones y neutrones. Está compuesto por el núcleo y la corteza.

• Núcleo: Contiene los protones con carga positiva y los neutrones que no tienen carga.
• Corteza: Contiene los electrones.

¿Qué es la Corriente Eléctrica?

Es la circulación de electrones o carga eléctrica de forma continua por un circuito.

Tipos de Materiales Eléctricos

No todos los elementos de un circuito permiten que los electrones se desplacen en su interior con la misma facilidad. La estructura atómica de cada material determina la mayor o menor facilidad con que se desplazan los electrones.

• Conductores: Poseen electrones que se mueven con facilidad en su interior. Son buenos conductores todos los metales.
• Aislantes: Los electrones no pueden circular libremente. Ejemplos: la madera, el vidrio, los plásticos.
• Semiconductores: Presentan propiedades intermedias entre los materiales conductores y los aislantes. Los más importantes son el silicio y el germanio, con los que se fabrican los microprocesadores.

¿Qué es la Resistencia Eléctrica de los Materiales?

Es la oposición que presenta un material al paso de la corriente eléctrica. Todos los materiales presentan resistencia eléctrica, pero en los aislantes su resistencia eléctrica es muy elevada. Su valor no solo depende del material, sino también de su forma. La resistencia aumenta con la longitud del cable y disminuye al aumentar su grosor.

Componentes Clave de un Circuito Eléctrico

1. Generadores

   Dispositivos que producen energía eléctrica, como pilas y baterías.

2. Receptores

   Dispositivos que transforman la energía eléctrica en otro tipo de energía útil. Ejemplos: bombillas, motores, resistencias, timbres.

3. Elementos de Control

   Se utilizan para dirigir o interrumpir la corriente eléctrica. Ejemplos: interruptores, pulsadores, conmutadores.

4. Elementos de Protección

   Protegen el circuito si la corriente es muy elevada, evitando que los cables se calienten y provoquen un incendio. Ejemplos: fusibles, interruptores magnetotérmicos, relés.

Magnitudes Eléctricas Fundamentales

Las principales magnitudes eléctricas son: el voltaje (o diferencia de potencial, o tensión), la intensidad de corriente y la resistencia.

2.1. Voltaje (Tensión o Diferencia de Potencial)

Es la cantidad de energía que una pila o batería es capaz de proporcionar a cada electrón. Se expresa por su voltaje o tensión y se mide en voltios (V). Los aparatos que lo miden son el voltímetro y el polímetro.

2.2. Intensidad de Corriente Eléctrica

Es la carga o el número de electrones que atraviesan la sección de un conductor cada segundo. Su fórmula es I = Q/t. La unidad en el Sistema Internacional es el amperio (A), donde 1A = 1C/1s. Se utilizan también los submúltiplos del amperio, como el miliamperio (mA) y el microamperio (µA). Los aparatos que la miden son el amperímetro y el polímetro.

2.3. Resistencia Eléctrica

Es la mayor o menor dificultad que ofrece un material al paso de la corriente eléctrica. Su unidad es el Ohmio (Ω).

Ley de Ohm

La Ley de Ohm relaciona las tres magnitudes fundamentales: resistencia, voltaje e intensidad.

Tipos de Corriente Eléctrica

Corriente Continua (CC) y Corriente Alterna (CA)

• La corriente continua (CC) es el flujo de electrones que va siempre en el mismo sentido. Tiene polaridad (de positivo a negativo).
• La corriente alterna (CA) es el flujo de electrones variable en magnitud y sentido. Las ondas de las señales de CA se definen según su forma y magnitudes como: amplitud de onda, periodo y frecuencia. Es la utilizada comúnmente en viviendas.

Tipos de Conexión en Circuitos Eléctricos

• Circuitos en Serie

  Aquellos que disponen de dos o más operadores conectados siempre con el mismo cable, uno a continuación del otro.

• Circuitos en Paralelo

  Aquellos con dos o más operadores conectados en distintos cables, disponiendo de múltiples caminos para la corriente.

• Circuitos Mixtos

  Aquellos que disponen de tres o más operadores y en cuya asociación concurren a la vez los dos sistemas anteriores (serie y paralelo).

¿Qué es un Cortocircuito?

Es un defecto de baja impedancia entre dos puntos de potencial diferente que produce arco eléctrico, esfuerzo electrodinámico y esfuerzo térmico.