Fundamentos Esenciales de Electricidad, Circuitos y Electroquímica

Conceptos Fundamentales de Electricidad

Carga Eléctrica: Es el exceso o defecto de electrones que posee un cuerpo. Se mide en **Culombios**.

• Cuerpo con carga positiva (+): Pocos electrones.
• Cuerpo con carga negativa (-): Muchos electrones.

Circuito Eléctrico: Conjunto compuesto por un **generador**, un **conductor** y un **receptor**.

Formas de Producir Electricidad:

• Reacción química.
• Presión.
• Por la luz.
• Por el calor.

Intensidad (I) de Corriente: Es la cantidad de electricidad que recorre un circuito en la unidad de tiempo. Se mide en **Amperios (A)**.

Corriente Continua (C.C.): Los electrones se mueven siempre en el mismo sentido y la intensidad es constante.

Corriente Alterna (C.A.): Se caracteriza porque el flujo de electrones se mueve por el conductor en un sentido y en otro, y la intensidad (I) es variable.

Resistencia y Leyes de Circuitos

Resistencia Eléctrica (R): Es la mayor o menor oposición que ofrecen los cuerpos conductores al paso de la corriente. Se mide en **Ohmios (Ω)**.

Ley de Ohm: La intensidad (I) es directamente proporcional a la tensión aplicada e inversamente proporcional a la resistencia eléctrica.

Factores que Afectan la Resistencia

Resistencia de un Conductor: Depende de su naturaleza y de sus dimensiones. Las dimensiones influyen en su resistencia de la siguiente manera:

• A mayor longitud, **mayor resistencia**.
• A mayor sección, **menor resistencia**.

Resistencia de los Aislantes: Cuanto mayor sea la **resistividad** de un aislante, mayor será su capacidad de aislamiento.

Rigidez Dieléctrica: Es la tensión que es capaz de perforar un aislante. Se mide en **KV/mm**.

Sección de un Conductor: Es la superficie que aparece cuando se corta perpendicularmente a su longitud.

Calor Específico: Es la cantidad de calor que se precisa para aumentar la temperatura en 1 ºC una masa de 1 gramo. (Fórmula: $Q = m \cdot c \cdot \Delta t^\circ$)

Efectos y Protección en Circuitos

Elementos de Caldeo: Son resistencias preparadas para transformar la energía eléctrica en **calor**.

Lámparas Incandescentes: Al atravesar una corriente eléctrica, el filamento resistivo de la lámpara alcanza una gran temperatura (aprox. 2000 ºC), poniéndose al rojo blanco, lo que provoca la emisión de luz.

Fallas Comunes

Cortocircuito: Ocurre cuando se unen accidentalmente dos partes activas del circuito.

Sobrecarga: Ocurre cuando se hace pasar por el conductor eléctrico más intensidad que la nominal.

Dispositivos de Protección

Fusibles: Están compuestos por un hilo conductor de menor sección que los conductores de la línea.
Tipos:

• Contra sobrecargas y cortocircuitos.
• Solo contra cortocircuitos.

Interruptor Automático: Consta de dos relés:

• Un **relé térmico** (protección contra sobrecargas).
• Un **relé magnético** (protección contra cortocircuitos).

Leyes de Kirchhoff y Electroquímica

Leyes de Kirchhoff

1ª Ley (Ley de Nudos): La suma de las corrientes que se dirigen hacia un nudo es igual a la suma de las intensidades que se alejan de él.

2ª Ley (Ley de Mallas): La suma de las fuerzas electromotrices de los generadores es igual a la suma algebraica de las caídas de tensión en los receptores.

Electroquímica

Electrólisis: Es el fenómeno de descomposición química producido por el paso de la corriente eléctrica en los electrolitos.

Electrolitos: Son los líquidos que permiten el paso de la corriente eléctrica.

Electrodos: Son los elementos sumergidos en el electrolito.

• Ánodo: Conectado al polo positivo.
• Cátodo: Conectado al polo negativo.

Recubrimientos Galvánicos: Consiste en conectar eléctricamente el objeto que va a recubrirse al **electrodo negativo (cátodo)** y utilizar como **electrodo positivo (ánodo)** una placa del mismo material a recubrir.

Generadores Electroquímicos: Pilas y Acumuladores

Pilas Eléctricas: Son elementos que convierten la energía producida en una **reacción química** en energía eléctrica (**Corriente Continua**).
El electrolito ataca el material de los electrodos y los disuelve, pasando a la disolución como iones metálicos, los cuales adquieren siempre carga positiva.

Características de la Pila:

• Fuerza electromotriz.
• Capacidad.
• Resistencia interna.

Tipos de Pilas: Aunque pueden construirse a partir de un electrolito líquido, la tendencia actual es utilizar **electrolitos inmovilizados (pilas secas)**.

Acumuladores (Baterías Recargables): La diferencia con las pilas es que los acumuladores se pueden **recargar** aplicando una diferencia de potencial entre sus electrodos, mientras que las pilas no son recargables. Según el tipo de electrolito, pueden ser ácidos o alcalinos.

Constitución de un Acumulador:

• Recipiente y tapas.
• Rejillas y placas.
• Tapones.
• Separadores.
• Electrolito.
• Conexiones entre celdas.

Capacidad de un Acumulador: Indica la cantidad de electricidad que almacena. Se mide en **Amperios-hora (Ah)**.