Fundamentos de la Electricidad: Conceptos Clave y Componentes de Circuitos

Conceptos Básicos de Electricidad

ELECTRICIDAD: Es una forma de energía que resulta del movimiento de electrones. La materia está formada por moléculas. El núcleo está compuesto por protones con masa y carga eléctrica positiva, y neutrones.

Carga Eléctrica: Se puede decir que un cuerpo:

• Está cargado negativamente cuando tiene un exceso de electrones.
• Está cargado positivamente cuando tiene un defecto de electrones.
• Está en estado neutro cuando el número de electrones es igual al número de protones.

La carga eléctrica de un cuerpo es el exceso o defecto de electrones que posee, y se mide en culombios.

1e = 1,6 x 10^-19 C ---- 1C = 6,24 x 10¹⁸ e

Diferencia de Potencial (V): Es la diferencia de energía por unidad de carga que hay en dos puntos. Se mide en voltios.

Resistencia Eléctrica: Es la resistencia de un conductor al paso de electrones.

Corriente Eléctrica: Es el movimiento de cargas eléctricas a través de un conductor. Los conductores contienen gran cantidad de electrones libres.

Para que exista corriente eléctrica se necesitan:

1. Electrones libres: Cuantos más electrones libres, más corriente pasa.
2. Diferencia de potencial: Para atraer y repeler a los electrones.

La corriente puede ser de dos tipos:

1. Continua: Como las pilas, baterías y dínamos.
2. Alterna: Que se genera mediante un alternador.

Intensidad de la Corriente (I): Es la cantidad de carga eléctrica que atraviesa la sección de un conductor. Se mide en Amperios.

Elementos de un Circuito Eléctrico

Generador Eléctrico

Es aquel que produce energía eléctrica.

• Alternadores: Son generadores de corriente alterna, transforman la energía mecánica en alterna.
• Dínamos: Generadores de corriente continua, transforman la energía mecánica en continua.
• Pilas: Producen una reacción química cuya energía se transforma en corriente continua.
• Células Fotovoltaicas: Son semiconductores que transforman energía luminosa en energía eléctrica.

Conexión de Generadores

Las pilas se pueden asociar para lograr diferencias de potencial o de duración. Se pueden asociar de dos formas:

• En Serie: Los generadores se conectan unos a otros formando una cadena. Se deben unir con los polos contrarios de los generadores. Tienen la misma tensión y la misma corriente. Si se consume una, no va ninguna.
• En Paralelo: Los generadores se conectan unidos por los mismos polos extremos al circuito. Se unen los mismos polos en paralelo. Si alguna de las pilas no tiene la misma tensión, se produce un cortocircuito.

Receptor Eléctrico

Son aquellos elementos que transforman la energía eléctrica en otro tipo de energía.

• Motores: Son dispositivos que transforman la energía eléctrica en mecánica.
  • Motores de Corriente Continua: Son los que utilizan corriente continua.
  • Motores de Corriente Alterna: Necesitan energía eléctrica alterna.
• Lámparas: Son dispositivos que transforman la energía eléctrica en luminosa.
• LED (Diodo Emisor de Luz): Un diodo es un elemento que permite pasar la energía solo en un sentido. Un LED transforma la energía eléctrica en luminosa. La patilla corta indica el ánodo.
• Zumbadores: Transforman la energía eléctrica en sonora (con corriente continua).
• Altavoces: Transforman la energía eléctrica en sonora (con corriente alterna).
• Resistencias: Reducen el paso de la corriente.
• Electroimanes: Transforman la energía eléctrica en mecánica.

Elemento de Control

• Interruptor: Es un operador que permite abrir o cerrar un circuito eléctrico.
• Pulsador: Es un interruptor temporal que mantiene abierto o cerrado un circuito cuando se actúa sobre él.
• Conmutador: Cuando se pulsa la palanca hacia un lado, permite pasar la corriente por un camino.
• Conmutador de Cruce: Son conmutadores que se utilizan para activar el mismo receptor desde dos o más sitios.
• Llave de Cruce: Se utiliza para invertir el sentido de giro de un motor.

Conexión de Elementos de Control

Si se conectan en serie varios interruptores, dejarán pasar la corriente cuando todos estén cerrados. Pero si uno o más están abiertos, no pasará corriente a través del circuito.

Elementos de Protección: El Fusible

Se llama elemento de protección a todos aquellos dispositivos que protegen el circuito eléctrico de sobrecargas que pueden producirse. Los fusibles son elementos de protección que se intercalan en un circuito en serie para protegerlo de consumos excesivos.

Cortocircuito: Cuando se cierra un circuito sin que exista un receptor, la corriente que se desplaza es muy grande y los electrones no encuentran ninguna dificultad (resistencia) para llegar al terminal positivo. Esto genera un cortocircuito que quema el generador o el conductor.