Fundamentos de Circuitos Eléctricos: Conceptos, Magnitudes y Tipos

1. El circuito eléctrico

Es un recorrido por el cual circulan electrones. Consta de: generador, elementos de control y protección, y receptores, unidos todos por unos hilos conductores.

1.1. Elementos de un circuito eléctrico

• Generadores: (pilas y baterías). Se generan a través de procesos químicos.
• Receptores: (bombillas, motores, resistencias y timbres).
• Elementos de control: (interruptores, pulsadores y conmutadores).

2. Magnitudes eléctricas

2.1. Voltaje o diferencia de potencial

La cantidad de energía que una pila o batería es capaz de suministrar a cada electrón viene dada por su voltaje o tensión y se mide en voltios.

2.2. Intensidad de corriente eléctrica

Es la carga o el número de electrones que atraviesan cada segundo la sección de un conductor. En el S.I., la intensidad se mide en amperios. Para medir la intensidad se emplea el amperímetro, el cual se conecta en serie para que todos los electrones pasen por él.

2.3. Resistencia eléctrica y Ley de Ohm

La relación constante es la resistencia. La resistencia que un material opone al paso de la electricidad es el cociente entre la tensión de sus extremos y la corriente que lo atraviesa. Se define mediante la Ley de Ohm (R = V / I). La unidad de resistencia eléctrica es el ohmio.

2.4. Energía y potencia eléctrica

• Energía eléctrica (E.e): Es la energía que consume en un tiempo determinado un aparato eléctrico por el que circula una intensidad I con un voltaje de funcionamiento V. La energía se mide en julios.
• Potencia eléctrica (P.e): Es la potencia consumida por un aparato eléctrico por el que circula la intensidad I, cuyo voltaje es V. La potencia eléctrica se expresa habitualmente en kilovatios-hora (kWh).

3. Tipos de circuito

3.1. Circuito en serie

La corriente que circula por todos los elementos es idéntica. Para calcular la resistencia total o equivalente del circuito, basta con sumar las resistencias de cada receptor. En los generadores en serie, las tensiones se suman.

3.2. Circuito en paralelo

Configuración donde los componentes se conectan a los mismos nodos.

3.3. Circuito mixto

Combinación de elementos conectados tanto en serie como en paralelo.

4. Tipos de corriente

4.1. Corriente continua

Cuando los electrones circulan siempre en el mismo sentido y con idéntica intensidad.

4.2. Corriente alterna

Los electrones realizan su trabajo de forma distinta: cambian de sentido 50 veces por segundo, como si el polo positivo y negativo se movieran constantemente en el interior; no circulan siempre con igual intensidad.

4.3. Valor eficaz de la corriente alterna

El valor eficaz de una señal eléctrica alterna es el valor que debería tener una señal continua para que produjeran el mismo efecto energético.

4.4. Transformadores

La tensión alterna senoidal tiene una cualidad esencial frente a la tensión continua: su valor puede aumentar o reducir mediante el uso de transformadores. Constan de dos devanados de cobre.