Fundamentos de Electricidad: Corriente, Circuitos y Ondas
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Conceptos Fundamentales de Electricidad
Corriente Eléctrica
La corriente eléctrica es el flujo de cargas eléctricas a través de un conductor. Se clasifica principalmente en dos tipos:
Corriente Continua (CC)
Se genera en baterías, paneles solares, fuentes de alimentación, etc. El movimiento de cargas se realiza siempre en el mismo sentido, desde el polo negativo al polo positivo.
Corriente Alterna (CA)
El movimiento de cargas se realiza en ambos sentidos, alternativamente.
Conexiones de Circuitos
Los aparatos eléctricos pueden conectarse de diferentes maneras en un circuito:
Conexión en Serie
Dos o más aparatos están en serie cuando el final del primero se une con el principio del siguiente, y los extremos del conjunto se conectan a la alimentación. Los elementos dependen unos de otros; si uno falla, todos los demás también lo hacen.
Conexión en Paralelo
Dos o más aparatos se unen conectando todos sus principios a un mismo punto y todos sus finales a otro. Los elementos funcionan de forma independiente; si uno falla, los otros no se ven afectados y siguen funcionando.
Propiedades Eléctricas Fundamentales
Resistencia Eléctrica
Es la oposición al paso de la corriente eléctrica, la cual ofrece mayor o menor dificultad a la conducción de corriente. Se mide en ohmios (Ω).
Impedancia
Los condensadores y las bobinas no se comportan de la misma forma en los circuitos de corriente continua que en los de corriente alterna. La impedancia es la oposición que encuentran los receptores conectados en un circuito de corriente alterna, y también se mide en ohmios (Ω).
Intensidad de Corriente
Es la cantidad de cargas que circulan por un circuito eléctrico por unidad de tiempo. Se mide con el amperímetro y su unidad es el amperio (A). Para medirla, el amperímetro se coloca en serie con la carga.
Tensión Eléctrica
La tensión se mide con el voltímetro y se conecta en paralelo entre los dos puntos a medir.
Potencia Eléctrica
En la corriente continua, la potencia eléctrica es el producto de la tensión por la intensidad: P = V · I.
Carga Eléctrica
Una carga es un receptor final sobre el cual el circuito va a actuar. Es el elemento que consume la energía del circuito para realizar un trabajo.
Ondas Periódicas y Señales
Una onda periódica se produce cuando un patrón geométrico se repite en intervalos de tiempo iguales.
Características de las Ondas
- Forma de onda: Es la forma geométrica que presenta la señal.
- Amplitud: Es el valor máximo de la señal.
- Ciclo: Es la forma geométrica completa de la señal antes de que vuelva a repetirse.
- Periodo: Es el tiempo transcurrido entre dos puntos semejantes de una onda. Se representa como T y se mide en segundos (s).
- Frecuencia: Es el número de periodos por unidad de tiempo. Se representa por f y se mide en Hertz (Hz).
- Desfase: Al comparar dos ondas, si coinciden en un instante con el mismo valor, se dice que están en fase. El valor del desfase se suele expresar como un ángulo en grados.
La señal de corriente alterna es del tipo senoidal y, en muchos sistemas, tiene una frecuencia de 50 Hz.
Valores de Pico y Eficaz (RMS)
El valor de la amplitud se conoce como el valor máximo o de pico. Cuando se mide, se obtiene el valor eficaz o RMS (Root Mean Square).
La relación entre el valor de pico (máximo) y el valor eficaz es:
- Vef = Vmax / √2
- Ief = Imax / √2