Conceptos Fundamentales de Electricidad
- Circuito Eléctrico: Es un sistema en el cual la corriente eléctrica que procede de un generador vuelve a este después de ser utilizada de algún modo.
- Los componentes de un circuito eléctrico son: generador, receptor, interruptor y conductores.
- Intensidad de Corriente: Es la cantidad de carga que atraviesa una sección del conductor en la unidad de tiempo. Su unidad en el SI es el amperio (A).
I = Q / t
- Diferencia de Potencial: Entre dos puntos de un circuito es el trabajo necesario para transportar la unidad de carga desde un punto al otro. Su unidad en el SI es el voltio (V).
V = W / Q
- Resistencia Eléctrica: De un conductor es una magnitud física que indica la dificultad que ofrece al paso de la corriente eléctrica. Su unidad en el SI es el ohmio (Ω).
- Depende del material que forma el conductor, de la longitud de este y de su sección.
R = (ρ • L) / S
Leyes y Efectos Fundamentales
Ley de Ohm
El cociente entre la diferencia de potencial aplicada a los extremos de un conductor y la intensidad de corriente que circula por él es una constante que coincide con la resistencia eléctrica del conductor.
R = V / I // V = I • R // I = V / R
Efecto Joule
Es el fenómeno por el cual la energía eléctrica se transforma en calor cuando la corriente eléctrica atraviesa un conductor.
- Energía disipada en forma de calor:
E = V • I • t
E = R • I² • t
Potencia Eléctrica
Es la energía suministrada por un generador eléctrico o consumida por un receptor eléctrico en la unidad de tiempo.
P = E / t
- Potencia consumida en un receptor eléctrico:
P = V • I
P = R • I²
Elementos y Conexiones en Circuitos
Símbolos Eléctricos
| Componentes de un circuito eléctrico | Símbolos eléctricos |
|---|---|
| Generador de corriente continua | |
| Generador de corriente alterna | |
| Receptor | |
| Interruptor | |
| Conductores | |
| Amperímetro | |
| Voltímetro | |
| Resistencia | |
| Motor |
El voltímetro se coloca siempre en paralelo a las bombillas y el amperímetro en serie a las mismas.
Sentido del Movimiento de los Electrones
Los electrones circulan desde el polo negativo del generador al polo positivo a través de los conductores, y desde el polo positivo al polo negativo por el interior del generador.
Sentido de la Corriente Eléctrica (Convencional)
Los electrones circulan desde el polo positivo del generador al polo negativo.
Conexión de Receptores en un Circuito
Conexión en Serie
La corriente pasa por todos y cada uno de los receptores. Si se funde un receptor, interrumpe el paso de la corriente y todos dejan de funcionar.
Conexión en Paralelo
La corriente se reparte entre todos los receptores. Por cada receptor solo pasa parte de la corriente. Si se funde un receptor, los demás continúan funcionando de manera normal.
Asociación de Resistencias
Asociación en Serie
- La corriente debe circular por todas las resistencias. La resistencia total aumenta al añadir resistencias.
- La resistencia que produciría el mismo efecto que toda la asociación, o resistencia equivalente, se calcula sumando todas las resistencias.
R = R1 + R2 + R3…
Asociación en Paralelo
- La corriente se reparte entre todas las resistencias. La resistencia total disminuye al añadir resistencias.
- La resistencia que produciría el mismo efecto que toda la asociación, o resistencia equivalente, se calcula a partir de la relación:
1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + …
Energía y Transporte Eléctrico
Transformaciones de Energía en un Circuito
- El motor transforma la energía eléctrica en energía mecánica. Esto le permite realizar algún trabajo mecánico.
E = Q • V
- El generador transforma alguna forma de energía en energía eléctrica. Esta energía se emplea para producir un trabajo: transportar las cargas eléctricas a lo largo del circuito.
E = Q • V
Transporte de la Corriente Eléctrica
- A la salida de la central hay un transformador que eleva la tensión de la corriente eléctrica. A partir de este momento, la corriente es transportada por líneas de alta tensión.
- Próximas a las zonas de consumo se sitúan las subestaciones de transformación, donde se baja la tensión mediante transformadores. A partir de aquí, la corriente eléctrica continúa su recorrido por líneas de baja tensión.
- Una vez que llega a los lugares de consumo, se vuelve a bajar la tensión a su valor final mediante un transformador. La tensión que utilizamos comúnmente en nuestro país es de 220 V. A continuación, la corriente se transporta por las líneas de baja tensión a las viviendas e industrias.
- A la entrada de las viviendas e industrias se sitúa la acometida. Esta parte de la instalación recoge la corriente eléctrica de la red de distribución pública y la conduce a la caja general de protección. Dicha caja es un dispositivo de seguridad que interrumpe la corriente en el caso de que esta alcance intensidades elevadas.