Fundamentos de la Electricidad: Corriente, Magnetismo y Circuitos

Corriente Eléctrica

La corriente eléctrica es el paso ordenado de los electrones a través de un conductor. Se puede modificar su dirección y variar su cantidad.

Tipos de Corriente

• Corriente Continua (CC): Se obtiene mediante métodos químicos o mecánicos. Se caracteriza por un valor de tensión constante y se utiliza en aparatos de baja tensión.
• Corriente Alterna (CA): Se puede obtener por métodos mecánicos o por la conversión de corriente continua en alterna. Su valor de tensión varía constantemente. Una ventaja es que cada ciclo el valor de la tensión pasa por cero, lo que facilita la desconexión de los aparatos. Permite aumentar o disminuir el voltaje y se transporta a grandes distancias con poca pérdida de energía.

Magnitudes Eléctricas

La carga eléctrica de un cuerpo expresa el exceso o defecto de electrones en sus átomos.

Circuitos Básicos

El efecto inductivo, capacitivo y resistivo en los circuitos de corriente alterna hace que parezca un desfase entre tensión e intensidad en los elementos.

Campos Magnéticos y Electromagnetismo

Propiedades de los Imanes

• Atraen el hierro y otros metales.
• Orientan sus moléculas en la misma dirección, creando dos polos opuestos en sus extremos.
• Polos distintos se atraen, polos iguales se repelen.
• Los polos norte y sur no pueden separarse.
• Sus propiedades atraviesan objetos.
• Si se frota un acero con un imán, adquiere sus propiedades magnéticas.

También se observó que el paso de la corriente eléctrica por un conductor creaba un campo magnético, a esto se le llamó electromagnetismo.

Campos Magnéticos

Los fenómenos de atracción y repulsión se denominan magnetismo, y la zona donde se manifiestan se llama campo magnético. A mayor número de líneas de fuerza por unidad de superficie, mayor es la densidad de campo: cantidad de líneas de fuerza por unidad de superficie perpendicular a las mismas.

La inducción magnética en un punto del espacio es directamente proporcional a la intensidad que circula por el conductor y a la permeabilidad magnética del medio en el que se encuentre, e inversamente proporcional a la distancia de un punto y su conductor. El flujo magnético a través de una superficie es el número total de líneas de fuerza que atraviesan esa superficie.

La fuerza magnetomotriz es la capacidad que representa una bobina de generar líneas de fuerza y se mide en [A·v]. Cuanto mayor sea el campo magnético que se quiere generar, mayor será el número de espiras que debe tener la bobina que lo crea. La intensidad del campo o excitación magnética que provoca la bobina es directamente proporcional a la fuerza magnetomotriz e inversamente proporcional a la longitud de la bobina, se mide en [A/m].

Un conductor recto conduce un campo muy débil pues las líneas se dispersan. Cuando se quiere crear un campo más intenso, se curva el conductor formando espiras de forma que las líneas de fuerza de los distintos tramos del conductor suman sus efectos. El campo magnético genera corriente alterna.

Fuerza sobre un Conductor

Un conductor recorrido por una corriente experimenta una fuerza al ser sometido a un campo magnético perpendicular al conductor. Al mover el conductor perpendicular a un campo magnético B con una velocidad v, se induce sobre el mismo una fem (fuerza electromotriz) de valor. Este fenómeno se basa en generadores eléctricos sobre el conductor que se aprovecha para alimentar a un circuito.

Ley de Faraday

Según la ley, la fem que se genera en una bobina sometida a un flujo variable es proporcional al número de espiras del arrollamiento y a la velocidad de variación del flujo que lo atraviesa.

Ley de Lenz

El sentido de una fuerza contraelectromotriz es tal que se opone a la causa que lo produce.

Relé

Un relé es una combinación de un electroimán y un interruptor que consta de dos circuitos: el de mando y el de potencia.