1.-
¿Qué es la electricidad?
Es el conjunto de
fenómenos físicos relacionados con la presencia y flujo de cargas eléctricas.
Se manifiesta en una gran variedad de fenómenos como los rayos, la electricidad
estática, la inducción electromagnética o el flujo de corriente eléctrica. La
electricidad es una forma de energía tan versátil que tiene un sinnúmero de
aplicaciones, por ejemplo: transporte, climatización, iluminación y
computación.
2.-
Materiales: Conductores, Semiconductores y Aislantes
Conductores: Los conductores son materiales
(generalmente metales), cuya estructura electrónica les permite conducir la
corriente eléctrica a bajas temperaturas o temperatura ambiente; su
resistividad al paso de la corriente eléctrica es muy baja. De acuerdo con la
teoría de bandas, son aquellos materiales cuyas bandas de valencia y de
conducción, se encuentran muy próximas entre sí, al grado de que, en algunos
casos, estas bandas se encuentran sobrepuestas.
Semiconductores: Los semiconductores
se encuentran situados, por lo que hace a su resistencia, entre los conductores
y los aislantes, ya que a temperaturas muy bajas difícilmente conducen la
corriente eléctrica y más bien se comportan como aislantes, pero, al elevar su
temperatura o al ser sometidos a un campo eléctrico externo, su comportamiento
cambia al de los conductores como el silicio y el galio.
Los aislantes: son materiales con una resistencia tan
alta, que no es posible la conducción eléctrica a través de ellos. Un caso
extremo, de este tipo de materiales, es el diamante.
3.- Corriente
eléctrica, Voltaje y Resistencia
Corriente
eléctrica
Se define la corriente eléctrica como un desplazamiento de electrones portadores de carga
eléctrica a lo largo de un conductor entre cuyos extremos se aplica una
diferencia de potencia.
Las
unidades de la electricidad definidas por el Sistema Internacional para las
magnitudes relacionadas por la ley de Ohm son: el voltio para la tensión; el
amperio para la intensidad; y el ohmio para la resistencia. A continuación, los
tipos de corriente eléctrica.
3.1-
Corriente alterna: Gracias a los trabajos realizados por el
científico Nikola Tesla, hoy podemos disfrutar de este tipo de corriente donde
el sentido de circulación de los electrones cambia de manera constante, lo que
se traduce en una mayor cantidad de energía eléctrica más la posibilidad de
recorrer mayores distancias. Esta cualidad le ha permitido abarcar buena parte
de las zonas pobladas del planeta.
3.2-
Corriente continua: Usar polos magnéticos para la movilización del
flujo de electrones a través de un cable metálico o cualquier otro hilo
conductor, es lo que se conoce como corriente continua. El movimiento se
realiza siempre hacia un mismo sentido pues uno de los polos magnéticos repele
a los electrones y el otro los atrae. Para medir la corriente eléctrica contamos
hoy en día con varios instrumentos, como por ejemplo un multímetro (que nos
permite medir corrientes y resistencias tanto continuas como alternas), y de
esta forma se mide la corriente eléctrica.
Voltaje
El voltaje es la capacidad física
que tiene un circuito eléctrico, debido a que impulsa a
los electrones a lo extenso de un conductor, esto quiere decir, que el voltio
conduce la energía eléctrica con mayor o menor potencia, debido a que el
voltaje es el mecanismo eléctrico entre los dos
cuerpos, basándose a que si los dos puntos establecen un contacto de flujo de
electrones puede suceder una transferencia de energía de ambos puntos,
porque los electrones son cargas negativas y son atraídas por protones con
carga positiva, pero además los electrones son rechazados entre sí por tener la
misma carga.
El voltio o volt por símbolo V, es la unidad derivada
del Sistema Internacional para el potencial eléctrico, la fuerza electromotriz
y la tensión eléctrica. Recibe su nombre en honor a Alessandro Volta, quien en
1800 inventó la pila voltaica, la primera batería química a continuación los
tipos de voltaje:
Voltaje alterno: Se representa por las siglas VA. Dentro del plano
cartesiano este tipo de voltaje es una infinidad de valores negativos y
positivos que llega a crear una onda sinusoidal que cambia en el tiempo. En
este hay una frecuencia en Colombia que oscila entre los 50 y los 60 hertz por
segundo. Ejemplo de este tipo de voltaje
es el que tienen las tomas de corriente.
Tipos de voltaje alterno
Voltaje alterno
regulado: Es el tipo de voltaje que procede de una
unidad de poder ininterrumpida. Este tipo de voltaje llega a los hogares e
inmueble de una forma purificada.
Voltaje alterno no
regulado: Es aquella carente de dispositivos que
pueda regularla, por tanto, es un voltaje impuro, que viene directamente de la
empresa que suministra electricidad, la que viene de tomas blancas o grises, y
de los transformadores de la calle. En las tomas sus cretas aumentan entre 110
y 240 voltios cuando hay un sobre pico o cuando es afectado por un rayo.
Voltaje de corriente
directo: También llamado como corriente directa o por
sus siglas VD. Se trata del voltaje que en el plano cartesiano llega a ser
paralelo al eje X. Este tipo de voltaje se puede encontrar en baterías en la
salida de voltios de ciertos motores que tienen entre 3 y 9 voltios.
Voltaje continuo: Se trata del voltaje que posee la corriente más pura
nunca antes vista. Es el voltaje que viene en los procesadores, en los chips y
en los microprocesadores, los cuales para funcionar requieren de voltajes
exactos o muy puros. Este es directo y a la vez no lo es, tiene numerosos
condensadores que llegan a eliminar el rizado.
Voltaje inducido: Refiere a la fuerza que produce electricidad en un
determinado circuito cerrado. A la vez llega a mantener la tensión eléctrica en
un circuito abierto, donde para ello ejecuta cierta fuerza entre los dos
puntos.
Alto voltaje: Es el tipo de voltaje donde los circuitos eléctricos
deben poner en aislamiento y bajo seguridad el nivel usado de voltaje. Un alto
voltaje es la posibilidad de que un circuito puede producir un shock eléctrico
cuando entra en contacto una persona con el agua, para
medir la tensión (V)
(también llamado voltaje) se utiliza el voltímetro. Recuerda que la unidad de medida de la tensión es el
voltio.
Resistencia
Se le denomina
resistencia eléctrica a la oposición al flujo de electrones al moverse a través
de un conductor.12 La unidad de resistencia en el Sistema Internacional es el
ohmio, que se representa con la letra griega omega (Ω), en honor al físico alemán
Georg Simon Ohm, quien descubrió el principio que ahora lleva su nombre. A continuación, los tipos de resistencia.
Resistencias
fijas: aglomeradas, de película de carbón, de película
metálica y bobinadas.
Resistencias
variables: bobinadas, de película.
Resistencias
dependientes o variables: LDR, VDR, PTC, NTC.
La
construcción de un tipo u otro de resistencias nace por la necesidad de cumplir
unas especificaciones de bajo/alto valor óhmico, potencia, etc.
Para
el cálculo de una resistencia no basta con calcular su valor óhmico también es
necesario conocer la potencia que puede soportar y, por tanto, el calor que es
capaz de disipar dicha resistencia, la mayor o menor potencia repercute en su
tamaño a más potencia más grandes son las resistencias, la unidad es el vatio o
fracciones de vatio como puede ser; 1/4w, ½ w, 1w, 1,5w, 5w, etc.
Las resistencias
de carbón aglomerado se fabrican para 1/8 w, ¼ w, ½ w, 1w y 2w.
Las resistencias
de película de carbón se fabrican para 1/10 w (o 1/8 w), ¼ w, 1/3 w, ½
w, 1w, 1,5 w, 2 w.
Las resistencias
de película metálica se fabrican normalmente para ¼ w y ½ w.
Las resistencias
bobinadas existen una gama muy amplia de fabricación con potencias de
disipación que van desde 1 w hasta los 130 w o bajo pedido de más potencia.
Ahora como medir la resistencia: La resistencia es el grado de dificultad que tienen los
electrones para fluir a través de un objeto en particular. Es similar a la
fricción que experimenta un objeto al moverse o ser movido a través de una superficie.
La resistencia se mide en ohmios: 1 ohmio es igual a 1 voltio de diferencia
eléctrica por 1 amperio de corriente
4.-
La ley de Ohm
La intensidad de corriente que atraviesa un
circuito es directamente proporcional al voltaje o tensión de este e
inversamente proporcional a la resistencia que presenta.
5.-
Circuitos eléctricos
El
circuito eléctrico es un elemento indispensable en los aparatos electrónicos
con los que convivimos diariamente, pero la mayoría de la gente desconoce su funcionamiento.
Se trata de un conglomerado de componentes eléctricos conectados entre sí que
permiten generar, transportar y utilizar la energía eléctrica con el objetivo
de convertirla en otro tipo de energía. Por ejemplo, el circuito eléctrico
posibilita que la energía eléctrica se transforme en lumínica como ocurre en el
caso de las bombillas, o en energía mecánica como sucede con los motores.
5.1- Circuito simple: Un circuito simple
es aquel cuya composición es sencilla, por ejemplo, el circuito conformado por
un foco o bombilla, una pila y un interruptor (un apagador).
5.2- Circuito abierto: Se les llama
circuitos abiertos a todos aquellos en los que no circula la corriente
eléctrica, por hallarse interrumpido el paso de esta por alguna incomunicación
en el circuito.
5.3- Circuitos en serie: un circuito de
este tipo es de los más sencillos que existen. Se trata de un circuito cuyos
componentes están conectados sucesivamente, en serie, por lo que la intensidad
de la corriente eléctrica es prácticamente la misma en todos ellos. Se utilizan
en instalaciones que no requieren de un cambio en la corriente, como puede ser
el alumbrado público.
5.4- Circuitos en paralelo: En este caso la
corriente o energía eléctrica se divide en dos. Así, la intensidad que pasa por
el generador se mantiene prácticamente constante. La mayoría de las veces este
tipo de circuito se utiliza para la distribución de energía en todo tipo de
aplicaciones.
Ejemplo Práctico
