Conceptos Fundamentales de Electricidad: Corriente, Potencia y Leyes de Kirchhoff

Corriente Eléctrica

Al conectar dos cuerpos con carga eléctrica distinta mediante un conductor, se producirá una transferencia de cargas de un cuerpo a otro a través del conductor. La velocidad con que se efectúa esta transferencia de carga se denomina corriente eléctrica.

Energía

Para mantener el flujo de corriente entre dos puntos, deberá mantenerse la diferencia de potencial. Esto requiere energía.

Se puede decir que energía es la capacidad de realizar trabajo eléctrico.

• Símbolo: E
• Unidad: Joule (J)

Potencia

El ritmo al que se realiza el trabajo. En términos eléctricos, representa la energía necesaria para mantener circulando la corriente.

Cuando circula 1 amperio con una diferencia de potencial de 1 voltio, se genera 1 vatio de potencia.

• Símbolo: P
• Unidad: Watt (Vatio)

Principios de Circulación de Corriente Eléctrica

Una vez establecida la diferencia de potencial, puede ocurrir una circulación de corriente eléctrica:

• Para que circule una corriente eléctrica, debe existir una diferencia de potencial.
• Para mantener la circulación de corriente, se debe mantener la diferencia de potencial.
• Para que pueda circular una corriente, debe existir un paso continuo entre los dos terminales de una fuente de cargas eléctricas.
• Al fluir corriente, se requiere energía para mantener esa diferencia, es decir, se debe realizar trabajo.

Por lo tanto, la generación de electricidad implica convertir otras formas de energía en esta diferencia de potencial.

Convenio de Referencia Combinada

La polaridad y dirección se escogen de forma arbitraria. Para un componente de dos terminales (A, B), existen cuatro combinaciones posibles para escoger el par dirección-polaridad.

Este convenio también recibe los nombres de:

• Referencias asociadas para componentes que son cargas o potencia entrante.

Definiciones clave:

• Componente Carga: componente que absorbe energía.
• Componente Fuente: componente que entrega energía.

Leyes de Interconexión

Las leyes de interconexión no dependen de la naturaleza de los componentes, sino de la forma en que estos están interconectados. Representan el balance energético y de masa del sistema.

Ley de Corriente de Kirchhoff (LCK)

La suma orientada de las corrientes que atraviesan una superficie cerrada es cero en todo instante. La suma orientada se efectúa en referencia a una dirección para atravesar la superficie, la cual puede asumirse de forma arbitraria.

Ley de Voltajes de Kirchhoff (LVK)

La suma orientada de los voltajes asociados a un camino cerrado es cero en todo instante. La suma orientada se efectúa en referencia a una dirección de recorrido del camino cerrado, la cual puede elegirse de forma arbitraria.