Fundamentos de la Electricidad: Conceptos Clave y Leyes Esenciales

La carga eléctrica, cuando se encuentra estacionaria, o estática, produce fuerzas eléctricas sobre las otras cargas. Cuando está en movimiento, produce además efectos magnéticos.

Conceptos Fundamentales

• Molécula: La partícula más pequeña que se puede conseguir de una materia.
• Átomo: La partícula más pequeña e indivisible de un elemento que aún conserva íntegras sus propiedades; los protones y los neutrones forman parte del núcleo, y los electrones giran alrededor de él.
• Electrón: Menor cantidad de carga eléctrica que puede existir.

Unidades y Medidas

• 1 columbio = 6,25 x 10¹⁸ electrones
• Tensión o voltaje: Es la diferencia de potencial que existe entre dos puntos de un circuito o entre dos cuerpos cargados eléctricamente.
• Corriente eléctrica: Desplazamiento de cargas en el interior de un conductor.
• 1 electrón = 1,6 x 10^-19 culombios (C)
• Intensidad de corriente eléctrica (I): Se mide en amperios (A). I = carga(q) / tiempo(t)
• La unidad de carga (q) también se puede expresar en amperios (A) por hora (h), de modo que 1 A . h = 3600 C
• Potencia eléctrica (P): La cantidad de trabajo realizado en el desplazamiento de cargas eléctricas por unidad de tiempo. P = U . I
• Tensión (U) = Voltio (V)
• Intensidad (I) = Amperio (A)
• Resistencia (R) = Ohmio (Ω)
• Potencia (P) = Vatio (W)

Componentes de un Circuito Eléctrico

• Generadores: Elementos capaces de generar una corriente eléctrica y de proporcionar una diferencia de potencial entre sus bornes de salida: corriente continua (pilas, baterías, fuentes de alimentación) y corriente alterna (alternadores).
• Receptores: Elementos que consumen la energía eléctrica y la transforman en otro tipo de energía (lámpara, resistencia, motor, zumbador).
• Elementos de mando y maniobra: Permiten poner en marcha y controlar un determinado circuito.
• Conductores: Unen todos los elementos anteriores y permiten así el paso de la corriente eléctrica.

Leyes Fundamentales

• Ley de Ohm: La intensidad de corriente eléctrica que circula por un conductor es directamente proporcional a la tensión aplicada entre sus extremos e inversamente proporcional a la resistencia que éste ofrece al paso de la corriente eléctrica. I = U/R
  • I = intensidad de corriente en amperios (A)
  • U = tensión eléctrica en voltios (V)
  • R = resistencia del conductor en ohmios (Ω)
• 1ª Ley de Kirchhoff o de los nudos: En un nudo, la suma de las intensidades que entran es igual a la suma de las intensidades que salen. I₁ = I₂ + I₃
• 2ª Ley de Kirchhoff o de las mallas: En una malla o circuito cerrado, la suma de las tensiones aplicadas es igual a la suma de las caídas de tensión. U₁ - U₂ = I . R

Asociación de Pilas y Resistencias

• Pilas:
  • Serie simple: U_eq = U₁ + U₂ + U₃
  • Serie en oposición: U_eq = U₁ - U₂
  • Paralelo: U_eq = U₁
• Resistencias:
  • Serie: R_eq = R₁ + R₂ + ... + R_n
  • Paralelo: 1/R_eq = 1/R₁ + 1/R₂ + ... + 1/R_n