Principios Básicos de la Electricidad: Carga, Voltaje, Intensidad y Resistencia
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Conceptos Fundamentales de Electricidad
Carga Eléctrica y Electricidad Estática
La unidad de carga en el sistema internacional de unidades es el culombio (C). Las fricciones entre diferentes objetos o movimientos de fluidos, acumulan cargas en la superficie de materiales aislantes o de materiales conductores que se encuentran aislados. Las cargas no pueden desplazarse libremente como ocurre en las corrientes eléctricas, y por eso este fenómeno recibe el nombre de electricidad estática.
Circuitos Eléctricos
Un circuito eléctrico consta, básicamente, de estos elementos:
- Un generador
- Un receptor
- Los conductores
- Los dispositivos de control
El sentido convencional que se asigna a la corriente es del positivo al negativo. En realidad, la corriente está formada por electrones y se mueve en sentido contrario.
Efecto Joule
La circulación de las cargas por un material conductor no es fácil. La energía eléctrica se pierde en forma de calor; este fenómeno es conocido como efecto Joule. Las bombillas tienen un filamento metálico de wolframio que se calienta cuando es atravesado por una corriente eléctrica, un claro ejemplo del efecto Joule.
Generadores: Pilas y Baterías
Las pilas y las baterías están formadas por sustancias que al reaccionar provocan un desplazamiento de cargas.
Voltaje o Fuerza Electromotriz
El voltaje o fuerza electromotriz de un generador indica la energía que éste proporciona a cada carga que circula por el circuito eléctrico. En el sistema internacional de unidades, el voltaje se mide en voltios (V).
Intensidad de la Corriente Eléctrica
La intensidad de la corriente eléctrica está determinada por la cantidad de cargas que atraviesan un circuito en un momento dado. La intensidad eléctrica se mide en amperios (A) y el aparato que se utiliza para medirla se llama amperímetro. La intensidad depende tanto del voltaje como de la cantidad y el tipo de receptores y la manera de conectarlos.
Potencia Eléctrica
Como el voltaje de un generador expresa la energía que transporta cada carga y la intensidad expresa el número de cargas que circulan por el circuito en cada instante, el resultado se llama potencia eléctrica, y en el sistema internacional se mide en vatios (W).
Potencia = Voltaje · Intensidad
La mayoría de electrodomésticos llevan indicada su potencia. Como la potencia equivale a la energía eléctrica que aquel aparato consume cada segundo, se puede calcular el consumo que tiene un electrodoméstico, durante un cierto tiempo, multiplicando la potencia por el tiempo de funcionamiento.
Energía = Potencia · Tiempo
Resistencia Eléctrica y Ley de Ohm
La resistencia de un receptor se mide en ohmios (Ω) y no debe ser forzosamente la misma en todas las condiciones.
Resistencia = Voltaje / Intensidad
Esta relación se conoce con el nombre de Ley de Ohm. La resistencia también se puede medir con un instrumento llamado óhmetro.
Dispositivos de Protección
Los fusibles y los magnetotérmicos que hay en muchas instalaciones son medidas de protección para evitar los efectos dañinos de un cortocircuito.