Conceptos Básicos de Electricidad: Corriente, Resistencia y Generación

Introducción a la Electricidad y Circuitos

¿Qué es un Circuito Eléctrico?

Un circuito eléctrico es un conjunto de elementos empleados para la transmisión y control de la energía eléctrica desde el generador hasta el receptor.

¿Qué es la Corriente Eléctrica?

La corriente eléctrica es la transferencia o movimiento de electrones a través de un conductor.

Estructura Atómica Básica

El núcleo está formado por protones con carga eléctrica positiva y neutrones.

Los electrones son partículas con carga negativa que giran alrededor del núcleo, ocupando diferentes órbitas o niveles energéticos.

Si un átomo pierde un electrón, quedará cargado positivamente, denominándose ion positivo o catión. Si lo gana, el átomo quedará cargado negativamente, llamándose ion negativo o anión.

Métodos de Generación de Electricidad

Existen diferentes métodos para producir electricidad:

• Generador de corriente continua o dinamo: Se establece una corriente de electrones a través de un cable en un campo magnético.
• Mediante frotación (electricidad estática): Al frotar una barra de ámbar contra un trozo de lana, uno de ellos transferirá electrones al otro, quedando ambos cargados eléctricamente.
• Pilas de hidrógeno o pilas de combustible: Se hace reaccionar químicamente hidrógeno líquido y oxígeno para producir electricidad.
• Placas fotovoltaicas: Cuando inciden fotones sobre ciertos semiconductores, se origina corriente eléctrica (efecto fotovoltaico).
• Conversores termoeléctricos: Cuando se calienta la zona de contacto entre dos metales distintos, se produce un voltaje entre ambos (efecto Seebeck).

Características de un Circuito de Corriente Continua (CC)

Para que un receptor pueda funcionar, es necesario que la corriente eléctrica generada llegue a ese receptor a través de un conductor (cable). Luego, tendrá que atravesarlo, cediendo su energía y regresando de nuevo al generador. Será necesario que tanto el generador como el receptor posean dos tomas de corriente.

Tipos de Circuitos CC:

• Circuitos cerrados: La corriente de electrones circula a lo largo del circuito, atravesando el receptor y regresando al generador.
• Circuitos abiertos: No hay circulación de electrones; por lo tanto, no hay transmisión ni conversión de energía. El receptor no funciona.

Símil Hidráulico para Entender el Circuito Eléctrico

Analogía del Circuito Eléctrico con un Sistema Hidráulico:

En un circuito eléctrico, el generador impulsa los electrones a través del conductor con un voltaje (similar a una bomba de agua que impulsa el agua).

• La cantidad de electricidad que circula se denomina intensidad de corriente (similar al caudal de agua).
• Los electrones ceden su energía haciendo funcionar un motor (similar a una turbina que aprovecha la energía del agua).
• Los electrones regresan de nuevo al generador (el agua retorna a la bomba para ser impulsada nuevamente).

Intensidad de Corriente Eléctrica

La intensidad de corriente es la cantidad de carga eléctrica (electrones) que fluye por un conductor en un segundo. Su unidad es el Amperio (A).

Fórmula: I = Q/t

Resistencia Eléctrica

La resistencia eléctrica es la oposición que ofrece un material al paso de la corriente eléctrica. Se representa por la letra R y se expresa en Ohmios (Ω).

Fórmula: R = ρ * L/S (donde ρ es la resistividad, L la longitud y S la sección transversal del conductor).

Clasificación de Materiales según su Resistencia Eléctrica

• Materiales aislantes: No conducen o son malos conductores de la electricidad. Su resistencia es alta. Ejemplos: Madera, vidrio, plástico.
• Materiales conductores: Conducen bien la electricidad. Su resistencia es baja. Ejemplos: Cobre, plata.
• Superconductores: No ofrecen ninguna resistencia al paso de la corriente eléctrica bajo ciertas condiciones (generalmente bajas temperaturas).
• Semiconductores: Permiten el paso de la corriente cuando son alimentados con un voltaje mínimo determinado o bajo ciertas condiciones (temperatura, luz, etc.).