Fundamentos de Electricidad: Conceptos Clave y Componentes de Circuitos

Conceptos Básicos de Electricidad

• Corriente Eléctrica: Es la cantidad de electrones que circulan por un punto cualquiera del circuito en la unidad de tiempo.
• Resistencia Eléctrica: Oposición que ofrece un cuerpo al paso de la corriente.
• Voltaje, Tensión o Diferencia de Potencial: Es la energía necesaria para transportar la unidad de carga desde un punto a otro de un circuito eléctrico.
• Fuerza Electromotriz (FEM): Es la energía consumida por un generador de corriente para transportar la unidad de carga desde el polo positivo al negativo.

Fórmulas Fundamentales

Las relaciones entre estos conceptos se describen mediante fórmulas clave:

• I = V / R
• E = Q x V
• P = E / T
• P = V x I
• E = V x I x T
• Q = C x V
• R = ρ x L / S (donde ρ es la resistividad del material, L la longitud y S el área de la sección transversal)

Componentes de Circuitos Eléctricos

Generadores

Son máquinas que transforman cualquier tipo de energía en electricidad.

• Corriente Continua (CC): La corriente siempre circula en el mismo sentido. Ejemplos: dinamos y placas fotovoltaicas.
• Corriente Alterna (CA): La corriente cambia constantemente de sentido. Esto se debe a la polaridad del generador que varía de forma periódica.

Acumuladores

Dispositivos que almacenan energía eléctrica.

• Condensadores: Constan de dos placas conductoras separadas por un material aislante.
• Pilas y Baterías: Transforman la energía eléctrica en química. Tienen la cualidad de funcionar como generadores de corriente eléctrica, convirtiendo la energía química en eléctrica, con un rendimiento aproximado del 90%.

Elementos de Control y Maniobra

Permiten la apertura y cierre de un circuito eléctrico a voluntad del usuario.

Elementos de Protección de Circuitos

Protegen a las personas y a las instalaciones contra sobreintensidades que puedan provocar incendios o daños.

Receptores

Elementos que transforman la energía eléctrica en otro tipo de energía una vez que el circuito está cerrado. Incluyen baterías y pilas, motores, electroimanes y resistencias.

Leyes Fundamentales de la Electricidad

1. Primera Ley (Ley de Nodos): La suma de las corrientes que llegan a un nodo es igual a la suma de las corrientes que salen de él.
2. Segunda Ley (Ley de Mallas): En todo circuito cerrado, la suma algebraica de las fuerzas electromotrices es igual a la suma algebraica de las caídas de tensión.

Compresores (Aplicaciones Relacionadas)

Aunque no son componentes eléctricos directos, los compresores a menudo funcionan con motores eléctricos y sus principios son relevantes en sistemas que utilizan energía eléctrica.

• Compresores de Émbolo: Son compresores atmosféricos simples. Un vástago, impulsado por un motor, mueve un émbolo dentro de una cámara para comprimir el aire.
• Compresores de Tornillo: Utilizan rotores en forma de tornillo para comprimir el aire.
• Compresores Reciprocantes: Similar a los de émbolo, utilizan un movimiento alternativo para la compresión.
• Compresores de Paletas: La compresión se produce por la disminución del volumen entre la carcasa y un elemento rotativo cuyo eje no coincide con el de la carcasa.
• Compresores Helicoidales: Utilizan rotores helicoidales para la compresión.