Principios Fundamentales de Electricidad: Corriente, Magnitudes y Circuitos Eléctricos

Introducción a la Electricidad: Corriente Continua y Alterna

En la corriente continua (CC o DC en inglés), los electrones se mueven en un mismo sentido, desde el polo negativo hacia el polo positivo que los atrae. La energía necesaria para que se muevan es generada por pilas y baterías. Los voltajes suelen ser pequeños: 1,5V, 4,5V, 9V, etc. Se utiliza comúnmente en dispositivos como linternas, reproductores MP3, teléfonos móviles, y diversos circuitos electrónicos.

En la corriente alterna (CA o AC en inglés), los electrones cambian de sentido, alternando su dirección una y otra vez. La corriente alterna se genera mediante un alternador. Con ella se obtienen voltajes mucho más altos y, consiguientemente, grandes cantidades de energía. Es la que utilizas en tu hogar para la iluminación, la televisión, la lavadora, etc.

Es importante destacar que la corriente alterna se puede transformar fácilmente (elevar o reducir su voltaje mediante transformadores), mientras que la corriente continua requiere convertidores más complejos para cambiar su nivel de voltaje.

Magnitudes Eléctricas Fundamentales

Para comprender el funcionamiento de los circuitos eléctricos, es esencial conocer las magnitudes básicas:

• Voltaje (V): También conocido como diferencia de potencial o tensión, es la energía por unidad de carga que impulsa el movimiento de las cargas a través de un circuito. Se mide en voltios (V).
• Intensidad (I): Es la cantidad de carga eléctrica que fluye a través de un conductor en un segundo. Se mide en amperios (A).
• Resistencia (R): Mide la oposición que presentan los conductores al paso de la corriente eléctrica. Se mide en ohmios (Ω).

Ley de Ohm

La relación entre estas tres magnitudes se describe mediante la Ley de Ohm, una de las leyes fundamentales de la electrónica:

I = V/R (Intensidad = Voltaje / Resistencia)

De esta fórmula se pueden derivar las siguientes:

• V = I · R (Voltaje = Intensidad · Resistencia)
• R = V/I (Resistencia = Voltaje / Intensidad)

Tipos de Circuitos Eléctricos

Los componentes electrónicos pueden conectarse de diferentes maneras, dando lugar a distintos tipos de circuitos:

1. Circuitos en Serie

En un circuito en serie, los componentes se conectan uno a continuación del otro, formando un único camino para la corriente.

• Intensidad (I): Es la misma en cualquier punto del circuito, ya que los electrones solo tienen un camino por donde circular.
• Voltaje (V): El voltaje total se reparte entre los componentes. La suma de las caídas de voltaje en cada componente es igual al voltaje total de la fuente (V = V1 + V2 + V3...).
• Resistencia Equivalente (Req): La resistencia total del circuito es la suma de las resistencias individuales (Req = R1 + R2 + R3...).

2. Circuitos en Paralelo

En un circuito en paralelo, la corriente eléctrica se divide en varios caminos, y cada componente está conectado directamente a la fuente de voltaje.

• Intensidad (I): La intensidad total se divide entre las ramas del circuito (I = I1 + I2 + I3...). A menor resistencia en una rama, mayor intensidad circulará por ella.
• Voltaje (V): El voltaje es el mismo en cada rama del circuito y es igual al voltaje de la fuente (V = V1 = V2 = V3...).
• Resistencia Equivalente (Req): La resistencia equivalente del circuito es menor que la resistencia de menor valor individual. Se calcula mediante la fórmula: 1/Req = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3...

3. Circuitos Mixtos

Los circuitos mixtos combinan elementos conectados tanto en serie como en paralelo. Su análisis requiere aplicar las reglas de ambos tipos de conexión de forma secuencial.

Uso del Polímetro (Multímetro)

El polímetro, también conocido como multímetro, es un instrumento versátil que permite medir diversas magnitudes eléctricas como voltaje, intensidad y resistencia.

Pasos para Medir Voltaje (CC)

1. Asegúrate de que el polímetro esté configurado para medir corriente continua (DCV o VDC). Conecta la clavija negra en el puerto COM y la clavija roja en el puerto VΩHz.
2. Sitúa el selector (rueda) en la escala de voltaje en continua (VDC) adecuada, por ejemplo, 20V si esperas un valor menor. Si aparece un '1' en el lado izquierdo de la pantalla, indica una sobrecarga o que el valor excede la escala seleccionada; en este caso, sube la escala a un valor mayor.
3. Coloca las puntas de prueba en paralelo con el elemento a medir: la punta roja al polo positivo y la punta negra al polo negativo. Si la lectura es negativa, invierte la conexión de las puntas.

Pasos para Medir Intensidad (Amperaje) en CC

1. Asegúrate de que el polímetro esté configurado para medir corriente continua (DCA o ADC). Conecta la clavija negra en el puerto COM y la clavija roja en el puerto de amperaje (A o mA), según la magnitud esperada.
2. Para medir la intensidad, el polímetro debe conectarse en serie con el componente o circuito por el que deseas medir la corriente. Esto significa que debes "abrir" el circuito e insertar el polímetro en el camino de la corriente.