Conceptos Fundamentales de Electricidad, Magnetismo y Corrientes Terapéuticas

Fundamentos de la Corriente Eléctrica

Corriente Alterna (CA): Conocida comúnmente como CA, cambia constantemente de dirección. A diferencia de la corriente continua que siempre fluye en una dirección fija, la corriente alterna va y viene, alternando su dirección de manera regular. El voltaje de esta corriente no es constante, sino que sube y baja en un patrón cíclico: la mitad del ciclo es positivo y la otra mitad es negativo.

Corriente Continua (CC): Abreviada como CC, es un tipo de corriente eléctrica que siempre fluye en una sola dirección. En el mundo eléctrico, esta dirección se refiere al camino que toman las cargas eléctricas desde un punto de alta energía (polo positivo) a uno de menor energía (polo negativo). Esta siempre mantiene su dirección constante.

Sentido del Flujo de Corriente

• Sentido Real: Los electrones fluyen desde el polo negativo al polo positivo.
• Sentido Convencional: Va del polo positivo al negativo.

Corriente Eléctrica: Es un flujo constante de partículas diminutas llamadas electrones que se desplazan a través de materiales conductores durante un periodo determinado de tiempo, como cables de electrodomésticos.

Intensidad Eléctrica: Se refiere a la cantidad de corriente eléctrica que fluye a través de un punto específico en un tiempo determinado. Se representa con la letra I (intensidad) y se mide en amperios (A).

Voltaje, Potencial y Resistencia

Voltaje (Diferencia de Potencial): Es la fuerza que impulsa a los electrones a moverse en un circuito eléctrico. Cuanto mayor sea el voltaje, más electrones serán empujados a través del circuito. Su unidad de medida es el voltio (V).

Resistencia Eléctrica: Es la oposición que un material ofrece al paso de la corriente eléctrica.

Potencial Eléctrico: Los campos eléctricos pueden realizar distintos trabajos, medidos en voltios.

Tipos de Voltaje

1. Voltaje Inducido: Es la fuerza que se necesita para generar electricidad.
2. Voltaje Alterno: Suele ser el voltaje más común. Suele tener valores positivos o negativos y su frecuencia depende del país.
3. Voltaje Directo: El más usado en las baterías y motores. Gracias a transformadores o fusibles se transforma este tipo de voltaje o corriente alterna.
4. Voltaje Continuo: Es la forma de corriente eléctrica más pura. Se suele usar en microprocesadores y para su obtención se usan condensadores electrolíticos.

Leyes Fundamentales y Medición

Ley de Ohm: Esta ley se basa en tres pilares fundamentales: la intensidad, el voltaje y la resistencia eléctrica.

Medición del Flujo: Para medir el flujo de corriente, utilizamos una unidad llamada amperios (A), que nos dice cuántos electrones están pasando por el material conductor en un determinado momento.

Ley de Ampère: Nos dice que toda corriente eléctrica que circula por un conductor genera un campo magnético a su alrededor. La intensidad de este campo depende de cuánta corriente pasa y de la distancia al conductor.

Ecuaciones de Maxwell: Conjunto de cuatro ecuaciones que describen cómo se comportan los campos eléctricos y magnéticos, y cómo interactúan entre sí con la materia.

Relación: Según la Ley de Ampère y las Ecuaciones de Maxwell, campos magnéticos y campos eléctricos suelen existir juntos en la naturaleza.

Aplicaciones Prácticas de la Energía Eléctrica

• Generar Movimiento: Diversos aparatos son activados mediante electricidad para generar movimiento, como los motores y rotores, que convierten la energía eléctrica en mecánica. Por otro lado, la energía eléctrica se puede almacenar, por ejemplo, mediante pilas o baterías, y ser utilizada cuando se requiera para generar movimiento.

• Generar Calor (Efecto Joule): El efecto Joule describe cómo el paso de electrones por un conductor genera energía calorífica, que puede ser aprovechada mediante resistencias para calefaccionar, soldar o incluso cocinar.

• Generar Luz: Las lámparas y bombillas aprovechan el flujo eléctrico en el vacío para radiar luz, iluminando distintos ambientes y extendiendo la vida diurna más allá de la caída del sol.

Conceptos de Carga y Electricidad

Electricidad: Conjunto de fenómenos físicos vinculados a la presencia y transmisión de cargas eléctricas.

Carga Eléctrica: Toda la materia está formada por átomos que poseen igual cantidad de electrones (con carga eléctrica negativa) y de protones (con carga positiva).

Corriente Eléctrica (Flujo): Las partículas cargadas eléctricamente, usualmente los electrones, pueden fluir por un material conductor, como un cable.

Magnetismo y Campos Magnéticos

Magnetismo: Uno de los dos componentes de la radiación electromagnética, junto a la electricidad, manifestado como fuerzas de atracción o repulsión en ciertos tipos de materiales.

Energía Magnética: Nos referimos a uno de los dos componentes de la radiación electromagnética, junto a la electricidad, que se manifiesta a través de fuerzas de atracción o repulsión entre ciertos tipos de materiales.

Campo Magnético: Es la representación matemática del modo en que las fuerzas magnéticas se distribuyen en el espacio que circunda a una fuente magnética.

Requisitos para un Campo Magnético: Debe existir una fuente de energía magnética (como un imán), una carga en movimiento o una corriente eléctrica.

Carga Eléctrica y Campos: Una carga eléctrica genera a su alrededor un campo magnético que ejercerá una fuerza sobre otra carga en movimiento.

Características Fundamentales de los Campos Magnéticos: Son dipolares: poseen un polo norte y un polo sur, a los que también se les suele decir polo positivo y negativo. Son capaces de generar atracción o repulsión: polos iguales se repelen y opuestos se atraen.

Clasificación de Materiales Magnéticos

Ferromagnéticos

Son aquellos que poseen la capacidad de magnetizarse intensamente y mantener esa magnetización incluso después de retirar el campo magnético externo.

• Ejemplo: Hierro, níquel y cobalto.

Diamagnéticos

Son aquellos que, al ser expuestos a un campo magnético externo, generan una magnetización en sentido opuesto al campo aplicado.

• Ejemplo: Bismuto, cobre, oro.

Paramagnéticos

Son aquellos que tienen electrones desapareados en sus átomos, lo que les permite generar momentos magnéticos individuales y son de atracción débil.

• Ejemplo: Aluminio, magnesio y titanio.

Tipos de Corriente Alterna para Distribución

Corriente Monofásica: Es un tipo de corriente eléctrica alterna que utiliza una sola fase y un neutro para transportar energía.

• Uso Cotidiano: Se utiliza en electrodomésticos, iluminación y equipos electrónicos.

Corriente Trifásica: Es un sistema de distribución eléctrica que utiliza tres fases de corriente alterna, cada una desfasada 120° respecto a las otras. Esto permite una transmisión más eficiente y estable de energía, en contextos de alta demanda.

• Uso Cotidiano: Su uso más común es en entornos industriales y de comercio (como motores eléctricos, ascensores, etc.). También se utiliza en edificios y residencias grandes.

Corriente Sinusoidal: Es un tipo de corriente alterna cuya forma de onda sigue una función matemática senoidal: sube y baja suavemente en el tiempo como una curva ondulante.

• Uso Cotidiano: Se encuentra en los electrodomésticos, iluminación, motores eléctricos, sistemas de climatización, etc.

Corrientes Eléctricas en el Área de la Salud (Electroterapia)

Nota: La corriente más usada en el área de la salud es la alterna.

Corriente VMS (Variable Muscle Simulator): Tipo de corriente eléctrica utilizada en electroterapia. Se caracteriza por su forma de onda bifásica simétrica cuadrangular, con pulsos de baja frecuencia y corta duración.

Usos de la Corriente VMS

• Fortalecimiento muscular (especialmente en músculos inervados).
• Reeducación neuromuscular (NMES) tras lesiones o cirugías.
• Tratamiento del dolor (agudo y crónico).

Clasificación de Corrientes por Frecuencia

Baja Frecuencia

• Galvánica (0 Hz)
• Diadinámica (50-100 Hz)
• TENS (1-150 Hz)
• Trabert (143 Hz)
• Exponenciales

Media Frecuencia

• Interferenciales (4000 Hz)
• Katz o Rusas (2500 Hz)
• Modulada de Amplitud

Alta Frecuencia

• Microondas (2450 MHz)
• Ultracorta (2450 MHz)
• Corriente d'Arsonval
• Radiofrecuencia