Fundamentos de Electricidad: Conversión de Energía y Circuitos Eléctricos

Transformación de la Energía Eléctrica

1. Conversión de la Electricidad en Movimiento: Motores Eléctricos

Los motores eléctricos convierten la energía eléctrica en energía mecánica. Son más silenciosos y menos contaminantes que los motores de vapor o de explosión. Tienen dos partes principales:

• Estator: Es la parte fija, un electroimán que produce un campo magnético que induce una fuerza en la parte móvil.
• Rotor: Es la parte móvil, compuesto por muchas espiras de cable enrollados.

2. Conversión de la Electricidad en Energía Térmica: Calor y Frío

La calefacción y el aire acondicionado son ejemplos de esta conversión. El calor se genera por el llamado efecto Joule, producido por el choque de los electrones con los átomos del material de la resistencia.

3. Conversión de la Electricidad en Energía Lumínica

Existen varios métodos convencionales para producir luz a partir de la electricidad:

• Lámparas de Incandescencia: Utilizan la propiedad de algunos materiales de emitir luz cuando la corriente eléctrica los calienta a elevadas temperaturas. Esto ocurre en las bombillas convencionales. Son poco eficientes porque la mayor parte de la energía se transforma en calor y no en luz.
• Lámparas Fluorescentes: Aprovechan la propiedad de algunos materiales de emitir luz cuando incide sobre ellos un flujo de electrones. Este proceso es más frío y más eficiente que el de incandescencia.
• LEDs (Diodos Emisores de Luz): Funcionan mediante un chip miniaturizado, sin filamento ni otro material peligroso. Son los más eficientes.

4. Conversión de la Electricidad en Energía Química

El funcionamiento de las baterías está basado en este proceso. Se produce por el paso de la corriente eléctrica a través de un electrolito (sustancia que contiene iones libres). Otra aplicación importante es la electrólisis del agua.

5. Conversión de la Electricidad en Energía Magnética

Los electroimanes son imanes hechos de alambre eléctrico bobinado alrededor de un material magnético, como los utilizados en grúas para levantar chatarra.

Conceptos Fundamentales de Electricidad

Magnitudes Eléctricas Básicas

Las magnitudes eléctricas fundamentales son:

• Voltaje, Tensión o Diferencia de Potencial (V): Es la fuerza o energía que provoca que los electrones se muevan de un átomo a otro. Es producida por un generador.
  • Símbolo: V
  • Unidad: Voltio (V)
• Intensidad de Corriente (I): Es la cantidad de electrones (carga eléctrica) que pasa por un punto en un segundo.
  • Símbolo: I
  • Unidad: Amperio (A)
• Resistencia Eléctrica (R): Es la oposición que presenta un cuerpo al paso de la corriente eléctrica. Una resistencia es básicamente cualquier receptor que se conecta a un circuito (bombillas, aparatos eléctricos, planchas).
  • Símbolo: R
  • Unidad: Ohmio (Ω)

Por tanto, un circuito eléctrico básico sería aquel en el que conectamos una resistencia R a una fuente de tensión o voltaje V, y por donde circula una corriente de intensidad I.

Ley de Ohm

La Ley de Ohm relaciona las tres magnitudes eléctricas fundamentales en un circuito:

V = I x R

Asociación de Receptores

Los receptores en un circuito pueden asociarse de diferentes maneras:

• 1. En Serie: Dos o más receptores están asociados en serie cuando están conectados uno a continuación del otro con el mismo cable.
  • La intensidad que pasa por ellos es la total generada.
  • La resistencia total del circuito es la suma de todas las resistencias: RT = R1 + R2 + R3...
  • El voltaje total es la suma de los voltajes individuales: VT = V1 + V2 + V3...
• 2. En Paralelo: Dos o más receptores están en paralelo cuando cada receptor está conectado a dos hilos que vienen del generador.
  • La tensión que tiene cada receptor es la misma que la que aporta el generador: Vt = V1 = V2 = V3...
  • La intensidad de la corriente total que circula es la suma de las intensidades individuales en cada rama: It = I1 + I2 + I3...