Fundamentos de Electricidad: Voltaje, Corriente, Ley de Ohm y Aplicaciones Renovables

Fundamentos de la Electricidad

Voltaje (Tensión Eléctrica)

• Definición: Es la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos. Es la "presión" que impulsa a los electrones a moverse en un circuito.
• Unidad: Voltios (V)
• Explicación: Cuando existe un voltaje, hay una fuerza que impulsa la corriente eléctrica a través de un circuito.

Corriente Eléctrica

• Definición: Es el flujo de electrones que pasa por un conductor en un tiempo determinado.
• Unidad: Amperios (A)
• Explicación: Cuando hay corriente, los electrones se mueven a través de un conductor, permitiendo que la energía eléctrica sea utilizada en diferentes dispositivos.

Resistencia

• Definición: Es la oposición que presenta un material al paso de la corriente eléctrica.
• Unidad: Ohmios (Ω)
• Explicación: Cuanto mayor sea la resistencia, menor será la corriente para un voltaje dado, según la Ley de Ohm ($V=I\times R$).

Ley de Ohm

• Fórmula: $V = I \times R$
• Explicación: La tensión (V) en un resistor es igual a la corriente (I) que pasa por él multiplicada por su resistencia (R).

Potencia Eléctrica

• Definición: Es la tasa a la cual se consume o genera energía eléctrica.
• Unidad: Vatios (W)
• Explicación: La potencia se calcula como $P = V \times I$. Indica cuánta energía se está usando o produciendo por unidad de tiempo.

Circuitos y Componentes Eléctricos

Circuito Eléctrico

• Definición: Es una ruta cerrada por donde circula la corriente eléctrica.
• Tipos: Un circuito puede ser en serie (los componentes uno tras otro) o en paralelo (los componentes en diferentes ramas).

Resistencia en Serie

• Definición: La resistencia total es la suma de las resistencias individuales.
• Fórmula: $R_{total} = R_1 + R_2 + R_3 + \dots$

Resistencia en Paralelo

• Definición: La resistencia total se calcula usando la fórmula: $1/R_{total} = 1/R_1 + 1/R_2 + 1/R_3 + \dots$
• Propiedad: La resistencia en paralelo siempre es menor que la resistencia más pequeña en la rama.

Componentes de Almacenamiento

Capacitor

• Definición: Componente que almacena energía en forma de campo eléctrico.
• Función: Se carga y descarga en circuitos, y su función principal es almacenar energía y filtrar señales.

Inductor

• Definición: Componente que almacena energía en forma de campo magnético.
• Función: Resiste cambios en la corriente y se usa en filtros y en generación de energía.

Tipos de Corriente

Circuito en Corriente Continua (CC)

• Definición: Circuito donde la corriente fluye en una sola dirección.
• Uso Común: Común en baterías y paneles solares.

Circuito en Corriente Alterna (CA)

• Definición: Circuito donde la corriente cambia de dirección periódicamente.
• Uso Común: Utilizado en la distribución de electricidad a nivel residencial e industrial.

Aplicaciones y Energía Renovable

Energía Eléctrica en Energías Renovables

• Definición: Energía obtenida de fuentes naturales como el sol, viento, agua o biomasa.
• Proceso: Se convierte en electricidad mediante paneles solares, turbinas eólicas, hidroeléctricas, etc.

Fuentes de Energía Renovable

• Ejemplos: Paneles solares (fotovoltaicos), turbinas eólicas, presas hidroeléctricas.
• Ventajas: Son fuentes que no se agotan y tienen menor impacto ambiental.

Conversión de Energía

• Definición: Proceso de transformar una forma de energía en otra (por ejemplo, energía solar en electricidad).
• Importancia: Fundamental en sistemas de energías renovables para producir electricidad útil.

Eficiencia de un Sistema

• Definición: Relación entre la energía útil obtenida y la energía total consumida.
• Objetivo: Un sistema eficiente maximiza la producción de energía con mínima pérdida.