Conceptos Fundamentales de la Electricidad y Circuitos Eléctricos Básicos
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Fundamentos de la Electricidad
El Átomo y la Carga
El átomo es la unidad fundamental de la materia. Está formado por un núcleo con protones y neutrones, alrededor del cual giran los electrones. Los electrones tienen carga negativa, los protones positiva, y otras partículas como los neutrones no tienen carga.
La carga eléctrica es una propiedad de los cuerpos responsable de los fenómenos eléctricos.
Conceptos Clave del Flujo Eléctrico
Se denomina corriente eléctrica al desplazamiento continuo de electrones.
Los materiales conductores son aquellos que permiten el paso de la corriente eléctrica.
Los materiales aislantes son aquellos que no permiten el paso de la corriente eléctrica.
El Circuito Eléctrico
Un circuito eléctrico es un conjunto de elementos conectados entre sí por los que circula una corriente eléctrica.
Componentes Esenciales del Circuito
El Generador
Un generador es un dispositivo que origina y proporciona la energía necesaria para el movimiento de los electrones. Tipos comunes incluyen:
- Pilas o baterías.
- Alternadores o dinamos.
- Células solares fotovoltaicas o células de hidrógeno.
Posee dos polos, uno positivo y otro negativo, unidos mediante un hilo conductor (generalmente de cobre o aluminio).
Los Receptores
Los receptores transforman la energía eléctrica en otro tipo de energía útil.
Elementos de Control y Protección
Los dispositivos de control y maniobra permiten dirigir o interrumpir a voluntad el paso de la corriente eléctrica.
Los dispositivos de protección interrumpen el paso de la corriente cuando esta es muy elevada.
Esquema y Conexiones
Un esquema de un circuito eléctrico es una representación gráfica que utiliza los símbolos normalizados de los elementos que lo forman.
Los elementos de un circuito pueden conectarse de dos maneras:
En serie: Los elementos se conectan uno a continuación del otro, de modo que la salida de un elemento es la entrada del siguiente.
En paralelo: Cada elemento se encuentra en una derivación, compartiendo la misma entrada y salida.
Efectos de la Corriente Eléctrica
La corriente eléctrica causa varios efectos sobre los elementos que atraviesa, transformándose en otros tipos de energía aprovechables:
Efecto Calorífico (Joule)
Cuando los electrones chocan contra los átomos, la energía se convierte en calor. Los elementos utilizados para producir calor se denominan resistencias.
Efecto Luminoso
Al ser atravesados por corriente, los cuerpos incrementan su temperatura. Si este aumento es notable, comienzan a emitir luz (fenómeno de incandescencia).
Efecto Mecánico (Movimiento)
La conversión de energía eléctrica en movimiento se realiza a través de motores.
Magnitudes Eléctricas Fundamentales
La carga eléctrica es la cantidad de electricidad almacenada en un cuerpo.
Las magnitudes eléctricas básicas son:
Tensión o Voltaje (V)
Indica la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos de un circuito. Se designa con la letra V y se mide en voltios (V).
Intensidad de la Corriente (I)
Es la cantidad de electrones que pasa por un punto determinado del circuito en un segundo. Se designa con la letra I y se mide en amperios (A).
Resistencia Eléctrica (R)
Es la oposición que ejercen los elementos del circuito al paso de la corriente. Se designa mediante la letra R y se mide en ohmios (Ω).
Instrumentos de Medida
Voltímetro
Mide la tensión eléctrica (en voltios o milivoltios).
Polímetro (Multímetro)
Sirve para realizar mediciones de distintas magnitudes eléctricas en diferentes escalas.
Amperímetro
Mide la intensidad de la corriente. Debe seleccionarse la escala adecuada (amperios o miliamperios).