Componentes Esenciales de Circuitos Eléctricos: Funcionamiento y Aplicaciones

Componentes de un Circuito Eléctrico

Acumuladores

Son dispositivos que almacenan energía eléctrica y la devuelven al circuito, actuando como generadores. Los más comunes son:

  • Condensadores (poca capacidad)
  • Pilas
  • Baterías

Condensadores: Almacenan energía al conectarse a una corriente eléctrica. Se componen de dos placas metálicas (armaduras) separadas por un aislante (dieléctrico). La forma de las placas y el material dieléctrico varían: aluminio, cerámica, poliéster, papel o incluso óxido de aluminio (electrólisis).

Funcionamiento del Condensador en Corriente Continua (CC)

Al aplicar CC, se genera una corriente rápida y el condensador se carga. Una vez cargado, la corriente cesa (el dieléctrico es aislante). La energía queda almacenada. Si se conecta a un receptor, el condensador se descarga, alimentando el receptor brevemente.

Funcionamiento del Condensador en Corriente Alterna (CA)

Con un generador de CA, el condensador se carga, descarga y recarga con polaridad opuesta, sucesivamente. Esto genera una corriente senoidal.

Usos comunes de condensadores en CA: baterías, memorias flash, tubos fluorescentes, etc.

Elementos de Maniobra y Control

  • Interruptor: Abre o cierra un circuito, permitiendo o cortando el paso de corriente. Posee dos bornes y una chapa móvil.

  • Pulsador: Permite o interrumpe la corriente mientras se acciona. Vuelve a su posición de reposo al soltarlo. Puede ser:

    • Normalmente Cerrado (NC): Deja pasar la corriente sin accionar.
    • Normalmente Abierto (NA): No deja pasar la corriente sin accionar.

    Componentes: botón, lámina conductora y muelle.

  • Conmutador: Interruptor con un borne de entrada y dos de salida. Permite accionar dos circuitos diferentes o encender un receptor desde dos puntos.

  • Relé: Dispositivo que acciona varios circuitos (mediante conmutadores) al recibir una señal eléctrica. Consta de un electroimán (bobina) y uno o varios conmutadores. Una corriente pequeña en la bobina crea un campo magnético, cambiando la posición de los conmutadores. Al cesar la corriente, los conmutadores vuelven a su posición inicial.

Elementos de Protección

Protegen el circuito y a las personas de sobrecargas (sobretensiones y sobreintensidades).

  • Fusibles: Protegen contra cortocircuitos (subidas repentinas de corriente). Se intercalan en el circuito. Son un filamento fusible que se funde con una intensidad excesiva, abriendo el circuito.
  • Interruptor Magnetotérmico (Automático): Se abre automáticamente con alta intensidad (cortocircuito o consumo excesivo), evitando daños. Se reactiva pulsándolo.
  • Diferencial: Desconecta la instalación eléctrica rápidamente ante fugas a tierra. Esto puede ocurrir por:
    1. Contacto indirecto: Derivación de corriente por contacto de conductores con carcasas de aparatos.
    2. Contacto directo: Persona o animal toca un conductor activo.

    El diferencial verifica que la diferencia entre la corriente entrante y saliente sea nula. Si no lo es (supera la sensibilidad, típicamente 30 mA para uso doméstico), se dispara y desconecta el circuito.

Receptores

Aprovechan la energía eléctrica y la transforman en otra forma de energía (mecánica, luminosa, calorífica, etc.). Todo receptor presenta resistencia al paso de la corriente.

  • Motor: Transforma energía eléctrica en energía mecánica (rotación).
  • Bombilla: Transforma energía eléctrica en energía luminosa.
  • Zumbador: Produce un sonido continuo o intermitente. Se usa para señalización o aviso (automóviles, electrodomésticos, despertadores).
  • Resistencias Fijas: Limitan o regulan la corriente en un circuito. Protegen componentes sensibles.
  • Potenciómetro: Resistencia variable manual (cursor). Regula la corriente entre cero y el valor máximo del potenciómetro.
  • LDR (Resistencia Dependiente de la Luz): También llamada fotorresistencia. Su resistencia varía según la luz incidente. Más luz, menor resistencia; menos luz, mayor resistencia. Se usan como sensores de luz.
  • Transistor: Es un componente semiconductor que *amplifica* la señal de entrada. El transistor está gobernado por la corriente que recibe por la *base*. Cuando una corriente pequeña circula por la base (a través de una resistencia), el transistor se activa permitiendo que una corriente más grande circule entre el *colector* y el *emisor*. La base debe estar a una tensión que supere los 0,5 V para conducir. El transistor puede estar en tres zonas de polarización:
    • *Zona de corte*: la tensión base-emisor no llega a 0,5 V, el transistor no conduce y se comporta como un interruptor abierto.
    • *Zona activa*: una corriente débil (≥ 0,5 V) llega a la base y activa el transistor, permitiendo que una corriente más grande circule entre el colector y el emisor.
    • *Zona de saturación*: cuando la intensidad que circula por la base del transistor es muy elevada, entonces el transistor funciona en saturación, es decir, se comporta como un interruptor cerrado, dejando pasar toda la corriente posible entre colector y emisor.
  • Termistor: Es una resistencia variable con la temperatura. Hay dos tipos de termistores. Se comportan como interruptores que se accionan con el calor. Ejemplos: alarmas contra incendios, control de temperatura de hornos.
  • Diodo: Son componentes electrónicos que permiten la circulación de corriente en *un solo sentido*.
  • Diodo LED: Son diodos que convierten en *luz* toda la energía eléctrica que les llega, sin calentarse. Emiten luz de alto brillo en el aspecto infrarrojo, visible y ultravioleta.

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