Fundamentos de la Electricidad y Funcionamiento de Circuitos Eléctricos
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Introducción a la Carga Eléctrica
La carga eléctrica es la propiedad del material responsable de los fenómenos eléctricos.
Partículas Subatómicas
- Los electrones: tienen carga negativa y son los responsables de los fenómenos eléctricos.
- Los protones: tienen carga positiva.
- Los neutrones: no tienen carga.
La Corriente Eléctrica y los Materiales
Los electrones pueden desplazarse a través de ciertos materiales y crear una corriente eléctrica. Se denomina corriente eléctrica al desplazamiento continuo de electrones a través de un material conductor.
Tipos de Materiales
- Materiales conductores: Son aquellos que permiten el paso de la corriente eléctrica.
- Materiales aislantes: Son aquellos que impiden el paso de la corriente eléctrica.
El Circuito Eléctrico y sus Componentes
Un circuito eléctrico es un conjunto de elementos, conectados entre sí, por los que circula una corriente eléctrica.
Generadores
Son los elementos encargados de suministrar la energía al circuito:
- Pilas o baterías.
- Alternadores o dinamos.
- Celdas solares fotovoltaicas.
- Celdas de hidrógeno.
Receptores
Son los dispositivos que transforman la energía eléctrica en otras formas de energía:
- Resistencia eléctrica: Térmica o calorífica - Calor.
- Bombilla: Luminosa o lumínica - Luz.
- Motor: Mecánica - Movimiento.
- Timbre: Sonora o acústica - Sonido.
Fenómenos y Magnitudes Eléctricas
El Cortocircuito
Es un camino entre el polo positivo (+) y el negativo (-) de la pila sin receptores. Cuando en un circuito hay un cortocircuito, toda la corriente eléctrica pasa por él.
El Efecto Joule
Cuando los electrones chocan contra los átomos de los materiales por los que circulan, parte de la energía que transportan se convierte en calor. Este fenómeno se conoce como Efecto Joule. Las colisiones aumentarán cuanto más estrecho y más largo sea el hilo conductor; de esta manera, el material opone mayor resistencia al paso de la corriente y se produce más cantidad de calor.
Magnitudes Fundamentales
- El voltaje se denomina con la letra V.
- La intensidad de la corriente se designa mediante la letra I.
- La resistencia eléctrica se designa mediante la letra R; en el Sistema Internacional (SI) se mide en ohmios.
Medición y Transformación de la Energía
Existe un instrumento llamado polímetro o multímetro, que sirve para realizar mediciones de distintas magnitudes eléctricas.
La energía eléctrica puede transformarse en luz, calor o movimiento.
La potencia se mide en vatios (W) y la energía eléctrica en julios (J) o, en la mayoría de los casos, en kilovatios hora (kW·h).
Enunciado de la Ley de Ohm
La intensidad I que circula por un circuito eléctrico:
- Disminuye al aumentar la resistencia.
- Aumenta al aumentar el voltaje o la tensión.