Fundamentos de Circuitos Eléctricos: Configuración (Serie y Paralelo) y Seguridad

Introducción a los Circuitos Eléctricos Cerrados

Un circuito eléctrico para funcionar debe ser cerrado, sin interrupciones o aberturas. Además, necesita una fuente para que la corriente se mantenga en circulación. Los electrones fluyen por los conductores, pero si cortamos un cable del circuito, el flujo de electrones se detiene.

Componentes Fundamentales de un Circuito Simple

• Fuente de alimentación: Mantiene constante la diferencia de potencial necesaria para que circule la corriente por el circuito.
• Conductores: Cables que transportan la corriente eléctrica.
• Resistencias: Además de las propias de los cables, pueden provenir de determinados dispositivos receptores conectados al circuito.

Acoplamiento de Resistencias y Resistencia Equivalente

Los circuitos eléctricos pueden presentar un acoplamiento de resistencias. En estos casos, se busca una *resistencia equivalente* ($R_{eq}$), que es el valor que debería tener una única resistencia para reemplazar a todas las presentes en el circuito sin modificar el comportamiento general del mismo.

Circuitos en Serie

En un circuito en serie, todas las resistencias están conectadas en línea a lo largo del mismo conductor.

Reglas Fundamentales de los Circuitos en Serie

• La resistencia equivalente es igual a la suma de todas las resistencias individuales: $R_{eq} = R_1 + R_2 + ... + R_n$.
• La corriente eléctrica ($I$) tiene un solo camino para recorrer el circuito.
• La suma de las diferencias de potencial (voltajes) en cada resistencia es igual al voltaje suministrado por la fuente ($V_{total} = V_1 + V_2 + ... + V_n$).

Desventajas de los Circuitos en Serie

• Cuando se interrumpe la corriente en uno de los elementos del circuito, se interrumpe en todo el circuito.
• Cuanto mayor sea el número de resistencias, menor será la diferencia de potencial disponible en cada una de ellas.

Circuitos en Paralelo

En un circuito en paralelo, las resistencias se disponen paralelamente entre sí, compartiendo los mismos puntos de conexión.

Reglas Fundamentales de los Circuitos en Paralelo

• La intensidad de corriente total ($I_{total}$) del circuito se divide entre las ramas paralelas. La intensidad de corriente será mayor cuanto menor sea la resistencia de la rama.
• La suma de las intensidades de corriente que circulan por cada resistencia es igual a la corriente total del circuito ($I_{total} = I_1 + I_2 + ... + I_n$).
• La diferencia de potencial (voltaje) tiene el mismo valor en todas las resistencias y es igual al voltaje de la fuente ($V_{total} = V_1 = V_2 = ... = V_n$).

Ventajas de los Circuitos en Paralelo

• Si se interrumpe uno de los caminos del circuito, no se interrumpe el flujo de corriente en los demás (independencia de las ramas).
• La resistencia equivalente total es más pequeña que cada una de las resistencias individuales.

Seguridad Eléctrica: Puesta a Tierra y Dispositivos de Protección

El Sistema de Puesta a Tierra

El sistema de **puesta a tierra** se construye con una barra de cobre clavada en la tierra y un conductor conectado a la parte metálica de todos los artefactos eléctricos. En caso de fugas, la corriente se descargará a tierra por este cable en lugar de hacerlo a través de nuestro cuerpo, previniendo accidentes.

Funcionamiento del Disyuntor Diferencial

El **disyuntor diferencial** es un mecanismo esencial que se coloca en una instalación eléctrica para comparar la intensidad de corriente que *entra* en un circuito con la que *sale*. Si la corriente de salida es menor que la de entrada, significa que ha habido una fuga (derivación a tierra o a masa), e inmediatamente interrumpe el suministro de corriente, protegiendo a las personas.