Principios Fundamentales de Electricidad y Circuitos: Conceptos, Componentes y Medición

Conceptos Fundamentales de Electricidad y Circuitos

Corriente Eléctrica

Se denomina corriente eléctrica al movimiento de cargas eléctricas a través de un conductor. Es la base del funcionamiento de la mayoría de los aparatos eléctricos como planchas, radios, televisores y teléfonos, entre otros. La corriente eléctrica se mide en amperios (A).

Campos Eléctricos

Un campo eléctrico es un tipo de campo electromagnético producido por una carga eléctrica, incluso cuando esta no se está moviendo. Es fundamental para entender las interacciones entre cargas.

Potencial Eléctrico

El potencial eléctrico es la capacidad que tiene un campo eléctrico de realizar trabajo sobre una carga. Se mide en voltios (V).

Circuitos Eléctricos

Un circuito eléctrico es una interconexión de componentes eléctricos tales que la carga eléctrica fluye en un camino cerrado, por lo general para ejecutar alguna tarea útil. Algunos de estos componentes o elementos pueden ser:

• Receptores: Transforman la energía eléctrica en otra forma de energía.
• Capacitores: Almacenan energía en un campo eléctrico.
• Interruptores: Controlan el flujo de corriente abriendo o cerrando el circuito.
• Transformadores: Modifican los niveles de voltaje y corriente.

Componentes Clave de un Circuito

Generadores

Los generadores son dispositivos que tienen la función de suministrar energía permanente, es decir, regenerar e impulsar la carga eléctrica a través de un circuito. Ejemplos comunes incluyen pilas y baterías.

Receptores

Los receptores son los componentes que reciben la energía eléctrica para transformarla en otra forma de energía. Algunos ejemplos son lámparas (luz), timbres (sonido) y motores (movimiento).

Instrumentos de Medición Eléctrica

Amperímetros

Los amperímetros tienen como función medir la intensidad de la corriente eléctrica que circula por un circuito. Para una medición correcta, deben conectarse en serie con el componente o la parte del circuito donde se desea medir la corriente.

Voltímetros

Los voltímetros son instrumentos que miden la diferencia de potencial (voltaje) entre dos puntos de un circuito. Para su uso, deben conectarse en paralelo con el componente o la sección del circuito cuya diferencia de potencial se desea medir.

Óhmetros

Los óhmetros son instrumentos diseñados para medir la resistencia eléctrica de los conductores directamente por su escala. Para realizar una medición, se colocan los cables del aparato en los extremos del conductor cuya resistencia se desea medir, y la aguja (o lectura digital) del aparato indicará la cifra de la resistencia del conductor.

Magnitudes y Fórmulas Esenciales

Intensidad de la Corriente

La intensidad de la corriente (I) queda determinada por la cantidad de carga (Q) que pasa a través de la sección transversal de un conductor en un determinado tiempo (t).

La fórmula es:

I = Q / t

Donde:

• I = Intensidad de la corriente (Amperios, A)
• Q = Carga eléctrica (Coulombs, C)
• t = Tiempo (Segundos, s)

Si la carga (Q) se mide en coulombs y el tiempo (t) en segundos, la unidad de corriente obtenida es el amperio (A).

1 Amperio (A) = 1 Coulomb (C) / 1 Segundo (s)

Potencial Eléctrico (Fórmula)

El potencial eléctrico (V), también conocido como voltaje o diferencia de potencial, viene determinado por la relación entre el trabajo (T) realizado sobre una carga (q).

La fórmula es:

V = T / q

Donde:

• V = Potencial eléctrico (Voltios, V)
• T = Trabajo realizado (Julios, J)
• q = Carga eléctrica (Coulombs, C)

Ley de Ohm

La Ley de Ohm establece la relación fundamental entre el voltaje (V), la intensidad de la corriente (I) y la resistencia (R) en un circuito eléctrico. Se expresa mediante las siguientes fórmulas:

I = V / R

De esta fórmula se derivan:

V = I * R

R = V / I

Donde:

• I = Intensidad de la corriente (Amperios, A)
• V = Voltaje o diferencia de potencial (Voltios, V)
• R = Resistencia eléctrica (Ohmios, Ω)