La corriente eléctrica es un movimiento de electrones. Así de simple, si movemos electrones generamos corriente eléctrica. La cantidad de electrones que se mueven por segundo sería la Intensidad de la Corriente Eléctrica (I) y se mide en Amperios (A).
Los electrones se mueven de átomo en átomo del material conductor, por ejemplo el cobre. Un átomo cede un electrón a otro átomo próximo a él y así sucesivamente.
El sentido de los electrones es de la parte que está cargada negativamente (le sobran electrones) hacia la parte que esta con carga positiva (falta de electrones). Pero ojo el sentido de la corriente eléctrica en los circuitos se considera al revés, del positivo al negativo.
Para mantener la corriente es necesario que se mantenga la diferencia de potencial (gastando una cantidad equivalente de otro tipo de energía). Esto se consigue acumulando cargas negativas en uno de los puntos (punto a potencial negativo o polo negativo) y cargas positivas en el otro (punto a potencial positivo o polo positivo). Esto es lo que hacen las pilas o generadores.
CORRIENTE CONTINUA Y ALTERNA
En el caso de la corriente continua las cargas circulan siempre en el mismo sentido. En los circuitos eléctricos las cargas que circulan son los electrones (cargas negativas) que salen del polo negativo y circulan hacia el positivo (sentido real)
La corriente continua la producen las baterías, las pilas y las dinamos. Entre los extremos de cualquiera de estos generadores se genera una tensión constante que no varia con el tiempo. Por ejemplo, si la pila es de 12 voltios, todo los receptores que se conecten a la pila estarán siempre a 12 voltios (a no ser que la pila este gastada y tenga menos tensión).
Cuando se describió por primera vez la corriente eléctrica no se conocían los electrones, y se consideró, hoy se sabe que erróneamente, que estaba formada por partículas de carga positiva. El sentido de la corriente se definió como dirigida del polo positivo al negativo, ya que la carga positiva del polo positivo repelía a las cargas positivas de la corriente eléctrica.
Se denomina intensidad de corriente (I) a la carga que atraviesa la
sección de un conductor en la unidad de tiempo. La intensidad de
corriente es una magnitud fundamental del S.I. y su unidad es el amperio
(A)
LA ENERGÍA
Los circuitos eléctricos son un perfecto ejemplo del Principio de Conservación de la Energía, ya que en ellos se produce una transformación de la energía de las cargas eléctricas que circulan (energía eléctrica) en otros tipos de energía:- Energía luminosa (lámparas)
- Energía calorífica (resistencias)
- Energía mecánica (motores)
La energía inicial que tienen las cargas debe ser suministrada por el generador o pila, para lo cual deberá transformar en eléctrica una cantidad equivalente de otro tipo de energía.
Uno de los efectos más característicos de la corriente eléctrica consiste en que al atravesar un material parte de la energía eléctrica se convierte en calor.
El movimiento de cargas eléctricas a través de un conductor, llamado corriente eléctrica, resulta imprescindible para hacer funcionar la mayoría de aparatos de nuestro entorno, desde nuestro despertador hasta la maquinaria de cualquier empresa.
Como ya has visto, la fuerza entre cargas tiene distinto carácter en función del signo de las mismas. Así, cuando se ponen en contacto dos cuerpos cargados, uno negativamente (con exceso de electrones) y otro positivamente (con defecto de electrones), los electrones del primero experimentarán una fuerza que hará que se desplacen hacia el cuerpo cargado positivamente.
La corriente eléctrica se produce a través de un medio que permite su paso, llamado conductor. Si este recorrido se realiza de tal forma que las cargas pueden volver al punto de partida, se dice que se ha establecido un circuito eléctrico.
¿Por qué no produce corriente eléctrica hasta que no se cierra el interruptor?
Los electrones necesitan de un material conductor para moverse. Como el aire es un mal conductor, mientras el circuito no está cerrado los electrones no pueden moverse a través de él. Una vez que el circuito se ha cerrado, encuentran un camino para desplazarse hacia el polo positivo del generador, y al hacerlo dan lugar a la corriente eléctrica.
Las tres magnitudes básicas que caracterizan un circuito eléctrico son:
- Intensidad (I)
- Diferencia de potencial (V)
- Resistencia (R)
LA UNIDAD DE CARGA ELÉCTRICA
Has visto que los fenómenos eléctricos pueden ser de atracción o de repulsión. Para explicar estos fenómenos se ha utilizado una propiedad de la materia que se denomina carga eléctrica. Existen dos tipos de cargas eléctricas:positivas y negativas. Las cargas del mismo signo se repelen y las de distinto signo se atraen
La carga del electrón es la unidad elemental de carga eléctrica. La carga de un cuerpo siempre es un múltiplo entero de la carga del electrón. La materia puede tener carga eléctrica. De hecho en los átomos existen partículas con carga eléctrica positiva (protones) y otras con carga eléctrica negativa (electrones)
La unidad S.I de carga eléctrica es el culombio (C), aunque como resulta excesivamente grande, en la práctica se utilizan submúltiplos de la misma:
- Microculombio (μC). 1 μC = 10 -6 C
- Nanoculombio (nC) . 1 n C = 10 -9 C
- Picoculombio (pC). 1 pC = 10 -12 C
MAGNITUDES DE LA CORRIENTE ELECTRICA
1. INTENSIDAD
La corriente o intensidad eléctrica (I) es el flujo de carga por unidad de tiempo que recorre un material. Se debe a un movimiento de los electrones en el interior del material. En el Sistema Internacional de Unidades se expresa en culombios por segundo, unidad que se denomina amperio (A).
1A = 1 C/seg. 1 culombio = 6,23 x 10 ^18 e(-)
El instrumento usado para medir la intensidad de la corriente eléctrica es el galvanómetro (transductor analógico electromecánico que produce una deformación de rotación en una aguja o puntero en respuesta a la corriente eléctrica que fluye a través de su bobina)que, calibrado en amperios, se llama amperímetro y se coloca en serie con el conductor cuya intensidad se desea medir. La lectura se realiza también de forma digital.
2. DIFERENCIA DE POTENCIAL
La tensión, voltaje o diferencia de potencial es una magnitud física que impulsa a los electrones a lo largo de un conductor en un circuito eléctrico cerrado, provocando el flujo de una corriente eléctrica. La diferencia de potencial también se define como el trabajo por unidad de carga ejercido por el campo eléctrico, sobre una partícula cargada, para moverla de un lugar a otro.En el Sistema Internacional de Unidades, la diferencia de potencial se mide en voltios (V), al igual que el potencial. El instrumento usado para medir la diferencia de potencial entre dos extremos de un circuito eléctrico es el voltímetro y se coloca en paralelo al circuito.
La tensión es independiente del camino recorrido por la carga, y depende exclusivamente del potencial eléctrico entre los puntos a considerar. Cuando se habla sobre una diferencia de potencial en un sólo punto, o potencial, se refiere a la diferencia de potencial entre este punto y algún otro donde el potencial sea cero.
3. RESISTENCIA
Se denomina resistencia eléctrica, simbolizada habitualmente como R, a la dificultad u oposición que presenta un cuerpo al paso de una corriente eléctrica para circular a través de ella. En el Sistema Internacional de Unidades, su valor se expresa en ohmios, que se designa con la letra griega omega mayúscula, Ω. Para su medida existen diversos métodos, entre los que se encuentra el uso de un ohmímetro. Según sea la magnitud de esta oposición, las sustancias se clasifican en conductoras, aislantes y semiconductoras. Existen además ciertos materiales en los que, en determinadas condiciones de temperatura, aparece un fenómeno denominado superconductividad, en el que el valor de la resistencia es prácticamente nulo.
Según la Ley de Ohm, la resistencia eléctrica es la relación existente entre la diferencia de potencial eléctrico al que se somete a un medio o componente y la intensidad de la corriente que lo atraviesa:
De la ecuación anterior se desprende que cuanta menor sea la intensidad de la corriente, mayor será la resistencia, por ello se dice que la resistencia eléctrica es una medida de la dificultad que opone un conductor al paso de la corriente a su través.
Hay básicamente dos tipos de Resistencias:
Hay básicamente dos tipos de Resistencias:
- Las resistencias de valores fijos
- Las Resistencias variables, que a su vez se subdividen dependiendo de características propias.
A continuación os dejo unos videos explicativos sobre las distintas magnitudes electricas: Intensidad, Diferencia de Potencia y Resistencia; así como una breve explicación de la ley de OHM.
Todo elemento de un circuito tiene encomendada una función y sólo una (alimentar, conducir, controlar, transformar, etc.). Es por ello que los podemos clasificar en:
ELEMENTOS DE UN CIRCUITO
Todo elemento de un circuito tiene encomendada una función y sólo una (alimentar, conducir, controlar, transformar, etc.). Es por ello que los podemos clasificar en:
- Generadores: suministran e impulsan la energía por el circuito. Se caracterizan por tener tensión o voltaje (pilas, baterías, dinamos de bicicleta...)
- Conductores: son los cables y láminas metálicas que tienen la misión de conectar el generador (pila) con el receptor (bombilla). Con los cables conectamos los distintos componentes del circuito.
- Elementos de control: regulan el paso. (interruptores, pulsador)
- Receptores: Los receptores transforman la energía eléctrica que pasa a través de ellos en luz, calor, movimiento o sonido. El paso de la corriente eléctrica se controla mediante los elementos de maniobra.
- La bombilla es un receptor. Al paso de la corriente su filamento se pone incandescente y produce luz y calor.
- En el caso de los motores influye la forma en que se conectan. La corriente puede circular en ambos sentidos; al cambiar el sentido de la corriente, cambia el del giro del motor.
En la figura podemos ver un circuito eléctrico, sencillo pero completo, al tener las partes fundamentales:
- Una fuente de energía eléctrica, en este caso la pila o batería.
- Una aplicación, en este caso una lámpara incandescente.
- Unos elementos de control o de maniobra, el interruptor
- El cableado y conexiones que completan el circuito.
Todos los elementos han de ser compatibles.
El sentido real de la corriente va del polo negativo al positivo. Sin embargo, en los primeros estudios se consideró al revés, por ello cuando resolvamos problemas siempre consideraremos que el sentido de la corriente eléctrica irá del polo positivo al negativo.
CIRCUITOS EN SERIE Y PARALELO
A la hora de construir un circuito, es fundamental saber cómo se conectan sus elementos. Existen dos formas de hacerlo:
Conexión en serie, en la que los elementos se colocan uno tras otro, como puedes ver en la imagen. De esta forma se colocaba el amperímetro para medir la intensidad en un circuito. En este tipo de conexión toda la corriente pasa por cada uno de los elementos así conectados.
"Las luces de Navidad unidas mediante un sólo hilo, si se funde una se apagan todas ya que la corriente se interrumpe"
La Resistencia Equivalente es igual a la suma de las que están en serie:
Re = R1 + R2 + R3+...
La intensidad que pasa por las resistencias es la misma, e igual a la de la Resistencia Equivalente:
Ie = I1 = I2 = I3=...
La tensión de la pila se la reparten entre las resistencias:
Ve = V1 + V2 + V3+...
Re = R1 + R2 + R3+...
La intensidad que pasa por las resistencias es la misma, e igual a la de la Resistencia Equivalente:
Ie = I1 = I2 = I3=...
La tensión de la pila se la reparten entre las resistencias:
Ve = V1 + V2 + V3+...
Conexión en paralelo , en la que los elementos tienen un mismo punto
origen y un mismo punto final, como ves en la imagen. En este tipo de
conexión la intensidad de corriente se reparte por cada una de las
ramas. "Si varias bombillas están unidas en paralelo, si una se apaga el resto permanece encendido"
La Resistencia Equivalente es igual al inverso de la suma de los inversos de las resistencias:
 |
La intensidad del generador se reparte entre las tres resistencias: Ie = I1 + I2 + I3
La tensión de la pila es la misma en las tres resistencias: Ve = V1 = V2 = V3
El circuito mixto es una combinación del circuito en serie y en paralelo.
La tensión de la pila es la misma en las tres resistencias: Ve = V1 = V2 = V3
El circuito mixto es una combinación del circuito en serie y en paralelo.
ANIMACIONES
Entradas
