Fundamentos de la Electrotecnia: Conceptos Esenciales de la Electricidad
Clasificado en Física
Escrito el en 
español con un tamaño de 5,26 KB
La electrotecnia es la ciencia que estudia las leyes particulares de la energía eléctrica, así como los procedimientos para producirla, transformarla y usarla de forma práctica.
Leyes Fundamentales de la Energía
- 1. Ley de Conservación de la Energía: La energía ni se crea ni se destruye, sino que se transforma.
- 2. Ley de Degradación de la Energía: Al transformar un tipo de energía en otra para su utilización, nunca se convierte toda la energía de su forma primitiva en la forma deseada; una parte siempre se transforma en calor.
Manifestaciones de la Energía
La energía se manifiesta en diversas formas, incluyendo:
- Mecánica
- Térmica
- Química
- Nuclear
Energía Eléctrica y sus Clases
La energía eléctrica es la capacidad de los cuerpos para producir un trabajo por medio de la electricidad.
Clases de Electricidad
- 1. Electricidad Estática: Se produce por la falta o el exceso de electrones en un cuerpo.
- 2. Electricidad Dinámica: Se refiere al desplazamiento continuo de electrones.
La transformación de energía estática a dinámica puede ocurrir por:
- Contacto
- Inducción
- Arco eléctrico
La Teoría Eléctrica y la Estructura Atómica
La teoría eléctrica afirma que todos los efectos eléctricos obedecen al desplazamiento de electrones de un lugar a otro.
Componentes del Átomo
- Protón: Partícula pesada de carga positiva contenida en el núcleo.
- Electrón: Partícula pequeña, prácticamente sin peso, con carga negativa, que gira alrededor del núcleo.
- Neutrón: Partícula pesada del núcleo que consiste en la unión de un protón y un electrón.
- Núcleo: Parte pesada de un átomo, cargada positivamente y que permanece estática.
Átomo Neutro
Un átomo neutro es aquel que está equilibrado, es decir, tiene igual número de protones que de electrones.
Fuentes de Energía para Producir Electricidad
La electricidad puede generarse a partir de diversas fuentes:
- Por frotamiento
- Por presión (ej. micrófonos)
- Por calor (ej. termopares)
- Por luz (ej. células fotovoltaicas)
- Por magnetismo (ej. dinamos, alternadores)
- Por acción química (ej. baterías, pilas)
Carga Eléctrica y Corriente
Carga Eléctrica de un Cuerpo
La carga eléctrica de un cuerpo es la cantidad de electrones que tiene de más o de menos. La carga elemental básica es el electrón.
- Cuerpo Positivo: Indica falta de electrones.
- Cuerpo Negativo: Indica exceso de electrones.
Una carga de 1 Coulomb (C) equivale a aproximadamente 3.6 x 1018 electrones.
Ley de Coulomb
La Ley de Coulomb establece que la fuerza con la que se atraen o se repelen dos cuerpos cargados es directamente proporcional al producto de sus cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.
Fórmula: F = (q1 * q2) / d2
Corriente Eléctrica
La corriente eléctrica es el desplazamiento de los electrones a lo largo de un conductor, desde un cuerpo que los posee en exceso hasta otro que está falto de ellos.
Cuerpos Conductores y Aislantes
- Conductores: Materiales en los que la fuerza de atracción entre el núcleo y los electrones es muy pequeña, permitiendo que los electrones abandonen el átomo con facilidad.
- Aislantes: Materiales con una fuerza de atracción muy intensa entre el núcleo y los electrones, lo que impide que los electrones abandonen el átomo.
Sentido de la Corriente
La parte del átomo que se desplaza siempre son los electrones, ya que el núcleo es estático. El desplazamiento siempre será desde un punto con exceso de electrones (negativo) hacia uno con falta de ellos (positivo). Por convención, el sentido de la circulación de la corriente se define de negativo a positivo.
Clases de Corriente Eléctrica
- Corriente Continua (CC): Es aquella en la que los electrones siguen siempre el mismo sentido en el conductor (ej. pilas, baterías).
- Corriente Alterna (CA): Es aquella que, en fracciones de tiempo (periodos), va cambiando de valor y de signo, pasando por máximos y mínimos en ambos sentidos.
Circuito Eléctrico
Un circuito eléctrico es el camino recorrido por la electricidad en movimiento. Una condición primordial es que el circuito esté cerrado para que haya flujo de corriente.
Elementos Principales del Circuito
- Generador
- Receptor
- Línea (conductor)
Elementos Auxiliares del Circuito
- Protección: (ej. cortacircuitos)
- Control: (ej. interruptores)
- Medida: (ej. contadores)