Introducción a la Electricidad: Principios Básicos y Componentes

Fundamentos de la Electricidad

La electricidad es el fenómeno físico por el que unas partículas denominadas electrones se mueven a través de un medio material. La electricidad se genera mediante el movimiento de estas partículas.

La Molécula y el Átomo

Una molécula es una agrupación de átomos que forman la materia. Esta está formada por átomos, que son los elementos que componen una molécula. Existen átomos sencillos y otros mucho más complejos, como el uranio. La mayoría de los átomos tienen el mismo número de electrones y de protones.

• Los electrones no tienen masa, pero poseen carga eléctrica negativa.
• Los protones están situados en el núcleo y tienen masa y carga positiva.

Cuando los átomos están en desequilibrio eléctrico (es decir, les faltan electrones) se denominan isótopos.

Clasificación de Materiales Eléctricos

Los materiales se pueden clasificar en:

• Conductores: Permiten el paso y conducen la electricidad (ej. agua).
• Aislantes o Dieléctricos: Son aquellos que no permiten el paso de la electricidad a través de ellos (ej. plásticos).
• Semiconductores: Materiales manipulados por el hombre que solo permiten el paso de la electricidad en un sentido. Estos materiales se construyen a partir del silicio.

Algunos materiales, al ser recubiertos de materiales conductores, también se vuelven conductores, por ejemplo, la madera mojada.

Panel Fotovoltaico

Un panel fotovoltaico transforma la luz en electricidad. Esta energía se acumula en una batería y más tarde será consumida.

Elementos del Circuito Eléctrico

Un circuito eléctrico es una serie de componentes conectados entre sí por un medio material en una trayectoria cerrada.

Componentes Básicos:

• Conductor: Generalmente un cable metálico por el que se mueven los electrones.
• Generador: Un operador que introduce electrones en movimiento en el circuito.
• Operadores/Receptores: Transforman la corriente eléctrica en un efecto energético (como luz, calor, etc.).

Magnitudes Físicas de la Electricidad

Sirven para medir la electricidad:

• Voltaje (V): Proviene del apellido de un físico. Se define como la energía por unidad de carga que hace que los electrones circulen por un circuito. Su unidad es el voltio.
• Intensidad (I): Es la cantidad de electrones que pasan por un conductor en una unidad de tiempo. El amperio (A) es una unidad que equivale a 6.24 x 10¹⁸ electrones por segundo.
• Resistencia (R): Magnitud que mide la oposición que presentan los conductores al paso de la corriente. Su unidad es el ohmio (Ω).
• Ley de Ohm: Es la relación que existe entre las magnitudes de voltaje, intensidad y resistencia:
  • I = V/R
  • R = V/I
  • V = R x I
• Potencia Eléctrica (P): Es la energía eléctrica consumida por unidad de tiempo.

Tipos de Corriente Eléctrica:

• Corriente Continua (CC): Producida por pilas, baterías, etc. Los electrones se mueven en la misma dirección.
• Corriente Alterna (CA): Producida por generadores de corriente eléctrica. El movimiento de los electrones se alterna.

Conexión de Operadores en un Circuito

• Conexión en Serie: Los operadores se conectan uno a continuación del otro en cadena, y la misma corriente eléctrica circula por todos ellos.
• Conexión en Paralelo: Los operadores se sitúan en ramas paralelas al circuito, de manera que el mismo voltaje pasa por todos ellos.

Características de Conexiones en Serie y Paralelo