Fundamentos del Trabajo, Energía y Electricidad: Conceptos Clave
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Fundamentos del Trabajo, Energía y Electricidad
El **trabajo** se define como el producto de una fuerza por una distancia, siempre y cuando ambas tengan la misma dirección. En **física**, el trabajo mecánico determina la capacidad para mover objetos. En el **Sistema Internacional**, la fuerza se mide en **Newtons (N)** y el trabajo en **Julios (J)**. Un **Julio** es el trabajo realizado cuando una fuerza de un Newton se aplica a lo largo de una distancia de un metro. La **masa** es una medida de la cantidad de materia que posee un cuerpo y se mide en **kilogramos (kg)**. La **fuerza** es una magnitud que mide la intensidad del momento lineal entre dos partículas (N).
Fórmula del Trabajo
Trabajo = Fuerza · Distancia
1 kg equivale a 9.81 Newtons debido a la gravedad. El producto del peso por la gravedad y la altura resulta en Julios.
Energía y Potencia
La **energía** es todo fenómeno de la naturaleza capaz de producir trabajo (F·D). Se denomina **potencia** al trabajo realizado en la unidad de tiempo (segundos) y se mide en **vatios (W)**.
Potencia = Julio / Tiempo (segundos)
Energía Eléctrica
La **energía eléctrica** es la que se produce por el desplazamiento de los electrones en los conductores eléctricos.
Carga Eléctrica
La **carga eléctrica** es el número de electrones o la carga de estos. Debido a que la carga de los electrones es muy pequeña, la unidad de carga eléctrica es el **Coulombio (C)**, que equivale a 6.24 x 1018 electrones.
Corriente Eléctrica
La **corriente eléctrica** es el flujo ordenado de electrones a través de un material conductor, desde una zona positiva (+) a una negativa (-).
Intensidad de Corriente
La **intensidad de corriente** es la cantidad de electrones que pasa por un punto del circuito en un tiempo determinado.
I (A) = Cantidad de Carga / Tiempo. La intensidad de corriente se mide en **Amperios (A)**, que es igual a 1 Coulombio / 1 segundo.
Voltaje
El **voltaje** es el trabajo que se realiza por unidad de carga al pasar por dos puntos de un circuito. Se mide en **Voltios (V)**.
Voltaje = Trabajo / Carga Eléctrica
Resistencia Eléctrica
La **resistencia eléctrica** es la oposición que presentan los conductores al paso de la corriente eléctrica. Se mide en **Ohmios (Ω)**. Cuanto menor es la longitud, mayor es la resistencia.
Ley de Ohm
Amperios (Intensidad) = Voltaje / Resistencia. Esta relación se puede expresar de tres formas:
- I = Voltaje / Resistencia
- Voltaje = Resistencia x Intensidad
- Resistencia = Voltaje / Intensidad
Medidas para Ahorrar Energía
- No utilizar la energía eléctrica como fuente de calor.
- Utilizar electrodomésticos de alta eficiencia energética (Clase A).
- Aprovechar la luz natural siempre que sea posible.
Circuitos Eléctricos
Circuitos en Serie
Son aquellos en los que los componentes se conectan uno detrás de otro, de forma que la corriente eléctrica es la misma en todos los puntos.
Circuitos en Paralelo
La intensidad se divide, circulando una parte de la intensidad por cada rama de resistencia.
Fórmulas para Calcular Circuitos en Paralelo
Intensidad total (It) = I1 + I2 + I3 ... It = V / Resistencia equivalente (Requi)
I = V/R1 + V/R2 + V/R3
1/Requi = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3. Se calcula el mínimo común múltiplo y se mide en Ohmios.