Circuito Eléctrico Elemental El circuito eléctrico es el recorrido preestablecido por por el que se desplazan las cargas eléctricas. Las cargas eléctrica que constituyen una corriente eléctrica pasan de un punto que tiene mayor potencial eléctrico a otro que tiene un potencial inferior. Para mantener permanentemente esa diferencia de potencial, llamada también voltaje o tensión entre los extremos de un conductor, se necesita un dispositivo llamado generador (pilas, baterías, dinamos, alternadores...) que tome las cargas que llegan a un extremo y las impulse hasta el otro. El flujo de cargas eléctricas por un conductor constituye una corriente eléctrica. Se distinguen dos tipos de corrientes:
Corriente Continua:
Es aquella corriente en donde los electrones circulan en la misma cantidad y sentido, es decir, que fluye en una misma dirección. Su polaridad es invariable y hace que fluya una corriente de amplitud relativamente constante a través de una carga. A este tipo de corriente se le conoce como corriente continua (cc) o corriente directa (cd), y es generada por una pila o batería. Este tipo de corriente es muy utilizada en los aparatos electrónicos portátiles que requieren de un voltaje relativamente pequeño. Generalmente estos aparatos no pueden tener cambios de polaridad, ya que puede acarrear daños irreversibles en el equipo.
Corriente Alterna:
La corriente alterna es aquella que circula durante un tiempo en un sentido y después en sentido opuesto, volviéndose a repetir el mismo proceso en forma constante. Su polaridad se invierte periódicamente, haciendo que la corriente fluya alternativamente en una dirección y luego en la otra. Se conoce en castellano por la abreviación CA y en inglés por la de AC. Este tipo de corriente es la que nos llega a nuestras casas y sin ella no podríamos utilizar nuestros artefactos eléctricos y no tendríamos iluminación en nuestros hogares. Este tipo de corriente puede ser generada por un alternador o dinamo, la cual convierten energía mecánica en eléctrica. El mecanismo que lo constituye es un elemento giratorio llamado rotor, accionado por una turbina el cual al girar en el interior de un campo magnético (masa), induce en sus terminales de salida un determinado voltaje. A este tipo de corriente se le conoce como corriente alterna (a).
Pilas y Baterías: Las pilas y las baterías son un tipo de generadores que se utilizan como fuentes de electricidad. Las baterías, por medio de una reacción química producen, en su terminal negativo, una gran cantidad de electrones (que tienen carga negativa) y en su terminal positivo se produce una gran ausencia de electrones (lo que causa que este terminal sea de carga positiva). Ahora si esta batería alimenta un circuito cualquiera, hará que por éste circule una corriente de electrones que saldrán del terminal negativo de la batería, (debido a que éstos se repelen entre si y repelen también a los electrones libres que hay en el conductor de cobre), y se dirijan al terminal positivo donde hay un carencia de electrones, pasando a través del circuito al que está conectado. De esta manera se produce la corriente eléctrica.
Magnitudes Eléctricas:
Como se recordará, la materia está constituida por moléculas, que a su vez están constituidas por átomos.
Átomo: El átomo, lo forman un núcleo que contiene protones y neutrones, y alrededor de dicho núcleo giran los electrones. Cuando el número de protones y de electrones coincide en un átomo, se dice que es neutro. Cuando el número de electrones es menor que el de protones, se dice que el átomo está cargado positivamente, y cuando el número de electrones es mayor que el de protones, se dice que está cargado negativamente.
La carga eléctrica (q) de un cuerpo expresa el exceso o defecto de electrones que hay en sus átomos. Su unidad es el Culombio (C). 1 Culombio equivale a 6,25 x1018 electrones.
La intensidad (I), es la cantidad de carga eléctrica que circula por un conductor en una unidad de tiempo. I = q /t Las unidades son: Amperios = Culombios /segundo
La resistencia (R), es la dificultad que opone un cuerpo al paso de los electrones. Su unidad es el Ohmio (W), y depende del material del cuerpo, y de sus dimensiones. Cuando su valor es alto decimos que un material es aislante, si por el contrario es pequeña decimos que es conductor. La formula que calcula la resistencia de una barra o de un hilo es: Donde: R es el valor de la resistencia en ohmios (W) es la resistividad del material L la longitud del elemento. S la sección del elemento. Relación entre las magnitudes,
Ley de Ohm.
A principios del siglo XIX, Georg Simon Ohm descubrió la relación que existía entre la corriente, la tensión y la resistencia de los circuitos eléctricos y lo enunció con la llamada Ley de Ohm, de la siguiente manera: La Intensidad que circula por un circuito es proporcional a la tensión que aplicamos en él e inversamente proporcional a la resistencia que opone a dicha corriente. Esto se expresa con la fórmula: Donde la I se mide en Amperios, la V en Voltios y la R en ohmios.
Ejemplo:
En un circuito, la pila tiene una diferencia de potencial de 9 Voltios, la resistencia de la bombilla es de 150 W. ¿Qué intensidad de corriente saldrá de la pila y atravesará la bombilla? Solución:Luego circularán 0,06 A por la bombilla.
