Fundamentos de Materiales Conductores y Tipos de Corriente Eléctrica

Fundamentos de Materiales y Corriente Eléctrica

Clasificación de Materiales según su Conductividad

• Conductores: Poseen electrones libres. Los mejores conductores son los metales. Son conductoras todas las sustancias que tienen cargas eléctricas con libertad de movimiento.
• Aislantes: No tienen cargas eléctricas libres. Son aislantes la madera, el plástico, el aire, la cerámica y el vidrio.
• Semiconductores: Algunos materiales no son ni conductores ni aislantes. Algunos de ellos son actualmente esenciales en la fabricación de componentes eléctricos, como el silicio (Si), el germanio (Ge) y el galio (Ga).

La Corriente Eléctrica

La Corriente Eléctrica es un movimiento ordenado de cargas libres, de electrones, a través de un circuito eléctrico.

Materiales Necesarios para una Corriente Eléctrica

Para establecer una corriente eléctrica se requiere:

1. Un conductor (hilo de cobre, por ejemplo).
2. Una fuente de energía (una pila, batería, una dinamo o un alternador), también llamado generador.
3. Un receptor que convierta la energía eléctrica en otro tipo de energía.
4. Elementos de control y protección (como el interruptor).

Tipos de Corriente Eléctrica

Corriente Continua (CC)

Es aquella en la que los electrones circulan siempre en el mismo sentido. Es producida por pilas, baterías, dinamos y células fotovoltaicas.

Corriente Alterna (CA)

Es aquella en la que los electrones cambian constantemente su sentido de circulación. Es producida por alternadores.

Circuitos Electrónicos y Alimentación

Los Circuitos Electrónicos necesitan corriente continua (CC) para funcionar. Por diversos motivos, en los enchufes de nuestras casas disponemos solo de corriente alterna (CA).

Existen dispositivos que permiten convertir la corriente alterna en corriente continua; se les denomina fuentes de alimentación.

Modos Básicos de Conectar Componentes en un Circuito

Conexión en Serie

• Si se pone un componente detrás del otro, solo hay un único camino para el paso de corriente.

Conexión en Paralelo

• Si se conectan los componentes formando ramas separadas, existen diferentes caminos para el paso de corriente.

Comparativa de Conexiones (Pilas y Bombillas)

En Serie

• Se obtiene más voltaje (suma de voltajes de las pilas).
• Menor aumento de la duración de las pilas.
• La misma intensidad de corriente pasa por ambas.
• La tensión que da la pila se reparte; cada bombilla lucirá menos que si estuviera sola y consumirá menos potencia.
• *Importante:* Si una bombilla se funde, el circuito se corta y deja de funcionar.

En Paralelo

• El voltaje total es el mismo que el de una sola pila (cae la misma tensión en los extremos de la conexión).
• Aumenta la duración de la pila (la carga se reparte).
• Cada bombilla lucirá igual que si estuviera sola y consume la misma potencia individualmente.
• *Importante:* Si una bombilla se funde, el circuito sigue funcionando para la otra bombilla.

Magnitudes Eléctricas Fundamentales

Voltaje o Tensión (d.d.p.)

La electricidad se mide en Voltios (V).

Generadores y Diferencia de Potencial (d.d.p.)

Los generadores tienen dos puntos (bornes o polos) que están a diferente potencial: uno es el polo (+) y el otro polo (-). El polo negativo sale del generador con mayor energía y vuelve a entrar por el polo positivo con menor energía.

La Diferencia de Potencial (d.d.p.) entre los polos de un generador se llama voltaje o tensión del generador y también se mide en voltios. Se suele representar con una "V" en honor a Alessandro Volta, el inventor de la pila.

Medición del Voltaje

La diferencia de potencial se mide con el voltímetro. Este instrumento siempre debe conectarse en paralelo, ya que mide la diferencia entre dos puntos (entrada y salida de un elemento del circuito).

Nota: Los circuitos electrónicos suelen ser alimentados con tensiones bajas, como 3, 5, 9 o 12V.

Intensidad de Corriente

Se mide con el amperímetro (en honor a André-Marie Ampère).

La Intensidad de corriente se representa con una "I" y su unidad es el amperio ("A"). Es la carga eléctrica (número de electrones) que pasa cada segundo por la sección de un conductor.

Un amperio es una intensidad de un culombio cada segundo. El culombio es la unidad de carga eléctrica ("Q").