Principios Fundamentales de Circuitos y Campos Magnéticos

1. El Relé: Conceptos Fundamentales

Un relé es un interruptor eléctrico que consta de dos mecanismos principales:

1. Control por Electroimanes: La baja intensidad de corriente en una bobina puede controlar la activación de un electroimán.
2. Accionamiento de Contactos: Las corrientes que fluyen a través de los electroimanes mueven su núcleo, lo que a su vez abre y cierra los contactos eléctricos.

La principal aplicación de un relé es utilizar una corriente de baja intensidad para controlar circuitos de alta intensidad.

Partes de un Relé:

• Electroimán: Compuesto por una bobina (devanado) y un núcleo.
• Contactos: Pueden ser normalmente abiertos (NA) o normalmente cerrados (NC).
• Resortes: Permiten el retorno de los contactos a su posición inicial.
• Hilo Conductor y Conexiones: Para la bobina y los contactos.

2. Funcionamiento Básico de un Relé

1. Activación: Al suministrar electricidad a la bobina, esta se convierte en un electroimán que atrae una armadura o placa metálica. Esto provoca que un contacto se cierre (encendiendo, por ejemplo, una lámpara) y, simultáneamente, otro contacto se abra (apagando otra lámpara).
2. Ejemplo de Circuito:
   • Componentes: 2 lámparas, 2 baterías y 2 relés.
   • Conexión: Los contactos (cerrados y abiertos) y la bobina del relé.
   • Operación: Al aplicar tensión a la bobina del relé, sus contactos se mueven, alterando el estado de los circuitos conectados.

3. La Resistencia Eléctrica

La resistencia es una propiedad de los materiales que se opone al paso de la corriente eléctrica. Su unidad de medida es el Ohmio (Ω).

4. Concepto Adicional

(Este punto no contenía información específica en el documento original y ha sido mantenido como un marcador de posición para preservar la estructura).

5. Diodos y Polarización Directa

En un diodo, la electricidad fluye del ánodo al cátodo. En polarización directa, la corriente pasa del ánodo (P) al cátodo (N).

6. Sensores de Resistencia Variables

• LDR (Light Dependent Resistor): Su resistencia disminuye a medida que aumenta la intensidad de la luz que recibe.
• NTC (Negative Temperature Coefficient): Su resistencia disminuye a medida que aumenta la temperatura.
• PTC (Positive Temperature Coefficient): Su resistencia aumenta a medida que aumenta la temperatura.

7. El Transistor: Principio y Partes

Un transistor actúa como un interruptor o amplificador. Permite controlar una gran corriente con una pequeña corriente de entrada. Su funcionamiento se basa en que una pequeña cantidad de electrones (corriente) en una de sus terminales puede controlar un flujo mucho mayor de electrones entre las otras dos.

Terminales de un Transistor:

• E: Emisor
• B: Base
• C: Colector

8. Magnetismo y Reluctancia

Las líneas de campo magnético siempre van del polo norte al polo sur (fuera del imán) y forman bucles cerrados, sin cruzarse entre sí. La reluctancia es la oposición que un material presenta al paso de un flujo magnético.

9. Leyes Fundamentales del Electromagnetismo

1. Inducción Electromagnética (Ley de Faraday): Si una bobina se mueve dentro o fuera de un campo magnético (o viceversa), se genera una corriente eléctrica en ella.

   Ejemplos:

   • Linterna de dinamo
   • Dinamo de bicicleta
   • Alternador de coche
2. Generación de Campo Magnético por Corriente (Ley de Oersted): Una corriente eléctrica que fluye a través de una bobina genera un campo magnético a su alrededor.

   Ejemplos:

   • Timbre de casa
   • Cierre centralizado del coche
   • Sistemas de apertura de puertas automáticas

10. Características de las Líneas de Campo Magnético

1. Las líneas de fuerza magnética siempre van del polo norte al polo sur y nunca se cruzan. Además, siempre buscan el camino de menor reluctancia.
2. Las líneas de fuerza salen del polo norte y entran por el polo sur. Siempre siguen la trayectoria más fácil.

11. Transmisión del Magnetismo

El magnetismo puede ser transmitido o inducido. Por esta razón, es posible magnetizar materiales o elementos que no son intrínsecamente magnéticos, convirtiéndolos en imanes temporales.

12. Factores que Influyen en la Fuerza de un Electroimán

La fuerza de un electroimán depende de tres factores importantes:

1. Número de Espiras: A mayor número de espiras (vueltas) en la bobina, mayor será la intensidad del campo magnético generado.
2. Intensidad de Corriente: Si aumentamos la intensidad de la corriente que circula por la bobina, la intensidad del campo magnético también aumenta.
3. Núcleo de Hierro: Si se introduce un núcleo de hierro (o material ferromagnético) dentro de la bobina, la reluctancia del sistema disminuye significativamente, lo que incrementa la intensidad del campo magnético.

13. Inducción Electromagnética

Cuando un hilo conductor (o una espira) gira dentro de un campo magnético, se genera una corriente eléctrica en sus extremos. Este fenómeno se conoce como inducción electromagnética.

14. El Motor Eléctrico: Partes y Funcionamiento

Partes Principales:

• Rotor: Es la parte móvil del motor.
• Estator: Es la parte fija del motor, que no se mueve y está vinculada a la carcasa.
• Inductor: Genera el campo magnético principal, generalmente mediante bobinas o imanes permanentes.
• Inducido: Es la bobina o conjunto de bobinas donde se genera el campo magnético inducido por la corriente.
• Colector: Se encarga de unir la corriente eléctrica a las bobinas del rotor.
• Escobillas: Transmiten la corriente al colector, apoyan la rotación y aseguran la conexión eléctrica con el cableado.

Funcionamiento del Motor:

Los polos positivo y negativo se conectan a través de las escobillas. La corriente fluye por la bobina del rotor, convirtiéndola en un electroimán. La interacción entre el campo magnético del estator y el del rotor genera un par de fuerzas que provoca la rotación. Cuando las escobillas pierden contacto con las delgas del colector, la bobina deja de recibir corriente, pero la inercia del rotor lo mantiene girando. En ese momento, las escobillas hacen contacto con las siguientes delgas, invirtiendo la polaridad de la corriente en la bobina del rotor. Esto invierte la polaridad de su campo magnético, lo que provoca una repulsión que impulsa la rotación continua. Este proceso se repite una y otra vez, manteniendo el giro del motor.

15. El Transformador

Un transformador es un dispositivo que permite aumentar o disminuir la tensión de una corriente alterna en un circuito, sin cambiar su frecuencia.

Componentes Principales:

• Bobinas: Dos bobinas de cobre aisladas (primaria y secundaria) enrolladas alrededor de un núcleo.
• Núcleo de Acero: Compuesto por láminas de acero al silicio apiladas, que concentran el flujo magnético.

Funcionamiento:

Un transformador convierte un voltaje de entrada (en la bobina primaria) en un voltaje de salida diferente (en la bobina secundaria) mediante inducción electromagnética.