Fundamentos Esenciales de la Electricidad: Conceptos, Magnitudes y Efectos Energéticos

Conceptos Fundamentales de la Electricidad

Magnitudes Eléctricas Clave

Intensidad de Corriente (I)

Cantidad de carga eléctrica que atraviesa una sección de conductor por unidad de tiempo.

Voltaje (V) o Tensión

Cantidad de energía cedida o transformada entre dos puntos del circuito por unidad de carga.

Resistencia (R)

Mayor o menor dificultad que presenta un material al paso de la corriente eléctrica.

Definiciones de Corriente y Carga

• Carga Eléctrica: Propiedad de la materia responsable de ciertas fuerzas y de los fenómenos eléctricos (medida en culombios).
• Corriente Eléctrica: Circulación de electrones o cargas eléctricas de forma continua por un circuito.
• Corriente Continua (CC): Es aquella donde los electrones circulan con el mismo sentido y la misma intensidad.
• Corriente Alterna (CA): Es aquella donde alguno de sus parámetros o magnitudes varía con el tiempo.
• Señal Eléctrica Alterna: Corriente eléctrica donde sus magnitudes (Intensidad 'I' y Voltaje 'V') varían con respecto al tiempo.
• Valor Eficaz de la Corriente Alterna: Valor que debería tener una corriente continua para que produjese el mismo efecto energético que una corriente alterna.

Energía y sus Transformaciones

Definición y Unidades de Energía

La Energía es la capacidad que tiene un cuerpo o sistema de provocar cambios o transformaciones en sí mismo o en otros.

Unidades de Medida:

• Julios (J)
• Calorías (Cal)
• Kilovatios por hora (kW/h)

Ley de Conservación y Manifestaciones

La energía ni se crea ni se destruye, solo se transforma. Es importante notar que en cada transformación se desperdicia energía.

Manifestaciones de la Energía

La energía se presenta en diversas formas:

• Energía Cinética
• Energía Potencial
• Energía Mecánica
• Energía Eléctrica
• Energía Luminosa
• Energía Química
• Energía Nuclear
• Calor

Efectos Energéticos de la Corriente Eléctrica

La corriente eléctrica produce ciertos efectos que se pueden aprovechar en múltiples aplicaciones, como la producción de calor, luz, movimiento, sonido, etc.

Efecto Joule (Producción de Calor)

Los electrones se mueven de forma desordenada y lenta dentro de los cables, lo que provoca continuos choques y un aumento de la temperatura del conductor. La transformación de energía eléctrica en forma de calor se conoce como Efecto Joule.

Producción de Luz

Existen diferentes formas de producir luz mediante la electricidad. Las más habituales son:

1. Por calentamiento de un hilo conductor (incandescencia).
2. Por excitación de un gas sometido a descargas eléctricas.

Efectos Electromagnéticos

Cuando circula la corriente eléctrica por un conductor, se genera un campo magnético. Este efecto puede ser aprovechado para generar movimiento y es el fundamento del electroimán.

Este principio es responsable del funcionamiento de:

• Motores eléctricos
• Generadores eléctricos
• Relés
• Transformadores eléctricos

Estructura de la Materia: El Átomo

Toda la materia está formada por átomos, que a su vez están formados por tres partículas subatómicas:

• Protones (p): Tienen carga positiva.
• Neutrones (n): No tienen carga.
• Electrones (e): Tienen carga negativa.

Los protones y los neutrones forman el núcleo, mientras que los electrones se mueven alrededor de este.