Fundamentos de Electricidad: Corriente, Potencia, Energía y Tipos de Corriente

Corriente Eléctrica

La corriente eléctrica es el flujo de carga eléctrica a través de un material sometido a una diferencia de potencial. Causa diversos efectos sobre los elementos que atraviesa y se transforma en otros tipos de energía, como calor y luz, que aprovechamos. Cuando los electrones chocan con los átomos de los materiales por los que circula, parte de la energía se transforma en calor. Esto se conoce como efecto Joule. Cuanto menor sea la sección (S) del cable, más choques se producirán contra los átomos que lo forman, y cuanto más largo sea el cable, más recorrido tendrán que hacer los electrones. Por eso, el material opone mayor resistencia al paso de la corriente y se produce más calor. Para producir calor se utilizan las resistencias (R). La resistencia eléctrica es la dificultad que presenta un material al paso de la corriente eléctrica. La dificultad responde a la atracción que crean los núcleos atómicos sobre los electrones cuando se desplazan por un material. Cada material posee una resistencia específica que se llama resistividad. Se mide mediante un óhmetro o en laboratorios. El ohmímetro está formado por un galvanómetro y una fuente de alimentación en serie que permite que circule una pequeña intensidad (I) por el aparato medido y por el circuito; este debe estar desconectado de la red de alimentación. En función de la intensidad que circule por el galvanómetro, nos indica el valor de la resistencia sobre la escala. En los aparatos analógicos, la escala para medir la resistencia se gradúa de forma inversa, con el 0 en la derecha. A la hora de realizar una medida, el aparato tiene que estar en 0. Debido a que el aparato no suele tener la misma carga, se incorpora en él una resistencia variable (potenciómetro) en paralelo. Este proceso no es necesario en los digitales, pero hay que tener en cuenta algunas precauciones: debe estar desconectado de la red y, si es un elemento que forma parte del montaje, debemos aislarlo del resto. Se colocan las puntas de las pinzas en los extremos de la resistencia.

Intensidad de Corriente

La intensidad es la cantidad de electricidad que recorre un circuito en la unidad de tiempo y se mide con un galvanómetro o amperímetro colocado en serie con el conductor. Tiene una bobina con muy pocas espiras y gran sección, y se conecta en serie con el receptor. Para que la conexión de este aparato no modifique las magnitudes en un circuito, es necesario que tenga una resistencia nula.

Fuerza Electromotriz

Cuando dos cuerpos con distinta carga están conectados, hay circulación de electrones desde el cuerpo cargado negativamente al de carga positiva hasta que se neutralizan eléctricamente. Para cargar un cuerpo, hay que producir un exceso de electrones, y la energía para cargar estos cuerpos es la fuerza electromotriz (FEM) con la que se consigue que el cuerpo adquiera energía. Si este cuerpo se compara con otro cargado distintamente, se tendrán diferentes energías y existirá una diferencia de potencial. Si se unen por medio de conductores estos dos cuerpos, habrá una circulación de electrones desde el de mayor al de menor potencial, tendiendo a igualarse. Para mantener la circulación de electrones, hay que mantener la diferencia de potencial (DDP) mediante un generador que produce FEM. Se mide en voltios con el voltímetro.

Potencia Eléctrica

Para producir un movimiento de electrones, se necesita una FEM que tenga DDP, lo cual da lugar a una corriente eléctrica. Solo habrá trabajo en el caso de que haya movimiento. Al aplicarse una DDP, esta es recorrida por una cantidad de electricidad y se desarrolla un trabajo eléctrico. A este trabajo en la unidad de tiempo se le llama potencia. La potencia (P) es el trabajo eléctrico desarrollado en la unidad de tiempo y será el producto de la FEM por la cantidad que recorre el circuito en la unidad de tiempo. La potencia eléctrica es igual al producto de la tensión por la intensidad (I) de la corriente. La unidad es el vatio (W) y se mide con un vatímetro.

Tensión

Para medir la tensión se utiliza un voltímetro, que está formado por una bobina con muchas espiras de gran resistencia interna, necesaria para poder conectarla en paralelo a los puntos donde se pretende realizar la medida.

Energía Eléctrica

Su unidad es el julio (J), y se utiliza el vatio-hora (Wh) como unidad más pequeña, que es la energía consumida por un receptor en una hora. Se mide con un contador.

Exactitud y Precisión

Exactitud: Se refiere a qué tan cerca está una medida del valor real. Una medida exacta es aquella que presenta poco error con respecto al valor real.
Precisión: Indica que hay poca diferencia entre unas medidas y otras, aunque pueda haber poca exactitud.

Potencia Activa

Es la potencia que representa la capacidad de un circuito para realizar un proceso de transformación de la energía eléctrica en trabajo mecánico, luminoso o calorífico. Se mide con un vatímetro.

Potencia de Cargas Reactivas

Para calcular la potencia de algunos tipos de equipos que trabajan con corriente alterna, es necesario tener en cuenta también el valor del factor de potencia o coseno de phi. Aparece cuando hay bobinas y condensadores. No realiza trabajo útil y su unidad es el voltiamperio reactivo (VAR).

Potencia Aparente

Es la suma vectorial de la potencia activa con la reactiva. Lo determina el valor de la intensidad que circula por la línea de alimentación. La unidad es el voltiamperio (VA) y se obtiene realizando el producto de voltios por amperios (V x I).

Corriente Continua

Se denomina corriente continua al flujo de cargas eléctricas que no cambia de sentido con el tiempo. Es continua toda corriente cuyo sentido de circulación es siempre el mismo, independientemente de su valor absoluto. Cuando hay corriente continua, los terminales de mayor y menor potencial no se intercambian entre sí.

Corriente Alterna

Se denomina corriente alterna a la corriente eléctrica en la que la magnitud y dirección varían cíclicamente. La forma de onda de la corriente alterna más comúnmente utilizada es la de una onda sinusoidal.