Fundamentos de Circuitos Eléctricos: Corriente, Intensidad y Resistencia

Circuitos Eléctricos: Fundamentos de Corriente, Intensidad y Resistencia

Un circuito eléctrico es un conjunto de elementos empleados para la transmisión y control de la energía eléctrica desde el generador hasta el receptor.

Energía Eléctrica y Corriente

La materia está formada por átomos, compuestos por un núcleo y electrones. Los átomos suelen ser neutros, pero pueden convertirse en aniones o cationes. La transferencia o movimiento de electrones a través de un conductor es la corriente eléctrica.

Existen diferentes métodos para producir energía eléctrica:

• Generador de corriente continua o dinamo (se mueve rápidamente un cable en un campo magnético).
• Mediante frotación (al frotar una barra de ámbar con lana).
• Pilas de hidrógeno o combustible (hidrógeno líquido + oxígeno).
• Placas fotovoltaicas (cuando inciden fotones).
• Conversores termoeléctricos (se calienta la zona de contacto entre dos metales distintos).

Circuitos de Corriente Continua

Para que un receptor funcione, la corriente eléctrica debe llegar a través de un conductor y regresar al generador. Se necesita que una energía externa se convierta en eléctrica.

Tipos de circuitos:

• Circuitos cerrados: La corriente atraviesa el receptor y vuelve al generador.
• Circuitos abiertos: No hay flujo de electrones, por lo que no hay conversión de energía y el receptor no funciona.

Símil Hidráulico

• En hidráulico:
  • La bomba impulsa el agua a través de la tubería.
  • La cantidad de agua por segundo es el caudal.
  • El agua a presión cede su energía y hace que gire la turbina.
  • El agua regresa al punto de origen.
• En eléctrico:
  • El generador impulsa los electrones por un conductor.
  • La cantidad de electrones que atraviesa es la intensidad de corriente.
  • Los electrones ceden su energía y funciona el motor.
  • Los electrones regresan de nuevo al generador.

Intensidad de Corriente

La intensidad de corriente es la cantidad de electrones que circulan por un punto cualquiera del circuito en la unidad de tiempo (segundo). 1 culombio = 6.24 x 10^18 electrones. La fórmula es I = Q/T. Se mide en amperios (A), microamperios (µA) y miliamperios (mA). Se mide con amperímetros, que se colocan en serie.

Resistencia Eléctrica

La resistencia eléctrica es la oposición que ofrece un cuerpo al paso de la corriente. Se mide en ohmios (Ω), megaohmios (MΩ) o kiloohmios (kΩ). Depende del material, la longitud y la sección. La fórmula es R = ρ * L/S.

Se mide con un óhmetro u ohmímetro.

• Materiales aislantes: No conducen la corriente (ej: cerámica).
• Conductores: Conducen la corriente.
• Superconductores: No oponen resistencia. Requieren ser enfriados (ej: óxido de cobre).
• Semiconductores: Permiten el paso de corriente cuando son alimentados con un voltaje mínimo determinado (componentes electrónicos).

Voltaje o Diferencia de Potencial

El voltaje o diferencia de potencial es la energía necesaria para transportar la unidad de carga desde un punto a otro de un circuito eléctrico. Es generado por un generador.

FEM (Fuerza Electromotriz): Energía consumida por un generador de corriente para transportar la unidad de carga desde el polo positivo (+) al polo negativo (-) por el interior del generador, para mantener en sus bornes una tensión determinada. Se mide en voltios (V), kilovoltios (kV) o milivoltios (mV). Se mide con el voltímetro, que se coloca en paralelo. La relación entre voltaje, corriente y resistencia se expresa mediante la Ley de Ohm: I = V/R.