Fundamentos y Componentes Esenciales de los Circuitos Eléctricos

Circuitos Eléctricos

7.1 Definiciones Fundamentales

Corriente Eléctrica

Flujo o movimiento de electrones a través de un material conductor.

• Corriente Eléctrica Continua (CC): Aquella en la que los electrones se mueven siempre en el mismo sentido. Su valor es constante. Se genera con los dínamos.
• Corriente Eléctrica Alterna (CA): Aquella en la que el sentido del movimiento de los electrones cambia periódicamente, por lo tanto, su valor no es constante. Se genera en los alternadores y se distribuye o transporta, a través de la red de distribución eléctrica, hasta nuestros enchufes.

Circuito Eléctrico

Conjunto de dispositivos unidos entre sí que transportan la corriente eléctrica hasta los elementos de consumo. Es un circuito cerrado.

Componentes de un Circuito Eléctrico

• Generador (Alternador, Dinamo): Son dispositivos que transforman un tipo de energía en energía eléctrica.
• Acumulador (Pilas, Baterías): Son dispositivos que permiten almacenar la energía eléctrica a pequeña escala.
• Elementos de Transporte (Cables, Contadores): Conducen la corriente eléctrica a través del circuito.
• Elementos de Control (Interruptores, Timbres, Conmutadores, Enchufes): Son dispositivos que permiten o impiden el paso de la corriente eléctrica.
• Elementos de Protección (Fusibles, Plomo, Toma de Tierra): Se aseguran de que una corriente anómala no estropee al resto de elementos del circuito.
• Elementos de Consumo, Receptores (Aparatos Eléctricos): Transforman la corriente eléctrica en otro tipo de energía útil.

7.2 Magnitudes Eléctricas

Carga Eléctrica (q):

Es el exceso o defecto de electrones que tiene un cuerpo. Su unidad es el Culombio (C).

Intensidad de Corriente Eléctrica (I):

Es la carga que circula por la sección de un conductor en la unidad de tiempo. Su unidad es el Amperio (A).

Tensión o Voltaje (V):

Fuerza que empuja la carga. Su unidad es el Voltio (V).

Resistencia Eléctrica (R):

Es la mayor o menor oposición que presenta un material al paso de la corriente eléctrica. Su unidad es el Ohmio (Ω).

Factores que Determinan la Resistencia

La resistencia de un conductor depende de:

• Longitud del conductor (l): A mayor longitud, mayor resistencia.
• Sección del conductor (s): A mayor sección, mayor resistencia.
• Material (Resistividad, ρ): Cada material está determinado por un valor constante llamado resistividad ($ ho$). A mayor resistividad, mayor resistencia.

Fórmula de la Resistencia:

R = ρ · l/s

Donde la resistividad ($ ho$) se mide en Ohmio · m.

7.3 Ley de Ohm

Establece la relación entre la intensidad de corriente eléctrica que atraviesa un circuito, el voltaje aplicado y la resistencia existente.

Fórmulas de la Ley de Ohm:

V = I · R

De donde se derivan:

• I = V/R
• R = V/I

7.4 Símbolos Eléctricos

(Esta sección está reservada para la representación gráfica de los componentes del circuito).

7.5 Asociación de Resistencias

1. Conexión en Serie

   Cuando las resistencias están conectadas por un solo cable. Si queremos calcular la resistencia equivalente ($ ext{R}_{ ext{eq}}$) a R1 y R2, es decir, la que la sustituiría en un circuito haciendo la misma función, tenemos que sumar ambas:

   R_eq = R1 + R2

2. Conexión en Paralelo

   Cuando están conectadas por distinto cable. La inversa de la resistencia equivalente es la suma de las inversas de las resistencias individuales:

   1/R_eq = 1/R1 + 1/R2

   Para calcular la resistencia equivalente:

   R_eq = (1/R_eq)^-1

3. Conexión Mixta

   Unas resistencias están conectadas en serie y otras en paralelo.

7.6 Circuitos Eléctricos

(Esta sección complementa la información sobre la aplicación práctica de las asociaciones de resistencias en diferentes configuraciones de circuitos).