Fundamentos de Electricidad: Conceptos Clave y Propiedades

Conceptos Fundamentales de Electricidad

1. Carga Eléctrica

La carga eléctrica es el número de electrones que tiene un cuerpo por exceso o defecto. Se representa con la letra Q y su unidad es el culombio (1 cul = 6,3 · 10¹⁸ electrones). La carga de un solo electrón es extremadamente pequeña.

2. Intensidad de Corriente

La intensidad de corriente de un circuito se mide con el amperímetro, que siempre se coloca en serie con el elemento cuya intensidad se quiere medir. La intensidad se mide en Amperios (A = 1 cul/1 seg). La fórmula es:

I = Q / t

3. Corriente Eléctrica y sus Efectos

La corriente eléctrica provoca diferentes efectos según los materiales por los que circula:

• Efecto calorífico: cuando circula corriente, se produce calor.
• Efecto químico: la corriente eléctrica dentro de una disolución es capaz de descomponer diferentes elementos (acabados metálicos, galvanizado, cromado, etc.).
• Efecto magnético: cuando por un cable o una bobina circula una corriente, alrededor del conductor se produce un efecto electromagnético, capaz de generar fuerzas que pueden mover máquinas (motores).

4. Tensión Eléctrica

La tensión en un elemento se mide con un aparato llamado voltímetro, el cual se coloca en paralelo con el elemento del que se quiere medir su diferencia de potencial. Si la tensión es generada por un alternador o una fuente de alternancia, se denomina fuerza electromotriz.

5. Resistencia Eléctrica

Los electrones en el vacío no tienen restricción al movimiento; sin embargo, en el seno de un material (sólido, líquido o gas), los electrones conservan un cierto vínculo con el núcleo del átomo que intenta retenerlos en su proximidad, al igual que ocurre con un líquido viscoso al moverse por una tubería.

La resistencia eléctrica es característica de cada material y representa la mayor o menor oposición de este a dejarse atravesar por una corriente eléctrica. La resistencia (R) se mide en ohmios (Ω).

Cálculo de la resistencia

En función de cada material, la resistencia se calcula con la siguiente fórmula:

R = ρ · (l / s)

• R: Resistencia (Ω)
• ρ: Resistividad del material (Ω·mm² / m)
• l: Longitud del cable (m)
• s: Sección del conductor (mm²) (π·r²)

Influencia de la temperatura

La resistencia eléctrica también depende de la temperatura de forma directamente proporcional, ya que los electrones tienen mayor dificultad para moverse cuando los núcleos atómicos están muy agitados térmicamente. La variación se calcula mediante:

R_t = R₀(1 + α·Δt)

• R_t / R₀: Resistencia en caliente / frío (Ω)
• α: Coeficiente de temperatura del material (1/ºC)
• Δt: Diferencia de temperatura (ºC)

Nota: Al aumentar la temperatura, aumenta la resistencia.