Circuitos eléctricos

CORRIENTE ELÉCTRICA

La corriente eléctrica es el movimiento de los electrones de un átomo a otro a través de un material conductor.  Existen dos tipos de corriente:

Corriente continua: (c.c.) Los electrones circulan en el mismo sentido y en la misma cantidad. Tiene polaridad positiva y negativa Ej.: pilas, baterías y fuentes de alimentación.

Corriente alterna: (c.a.) Es el tipo de electricidad que tenemos en las viviendas. Se produce en centrales eléctricas.

EL CIRCUITO ELÉCTRICO

Un circuito eléctrico es todo conjunto de elementos conectados entre sí, por los que circula corriente eléctrica. Un circuito básico debe estar compuesto de los siguientes componentes:

Generador: Es el encargado de crear la fuerza necesaria (voltaje) para que circulen los electrones de un átomo a otro generando un flujo de electrones libres.

Conductor: Es el material a través del cual pasarán los electrones.

Carga o Receptor: Es el encargado de transformar la corriente eléctrica en otro tipo de energía. Por ejemplo, una bombilla la transforma en luz. 

Elemento de control: Permite controlar el paso de una corriente eléctrica hacia una carga o receptor. Un interruptor es uno de ellos. Cuando interrumpimos el circuito los electrones que parten del polo negativo del generador no pueden circular hasta el polo positivo y por lo tanto no hay circulación de corriente a través de la carga.

Elemento de Protección: Se trata de un elemento que interrumpe el paso de electrones en caso de cortocircuito, por ejemplo un fusible el cuál se destruye cuando se produce un cortocircuito.

A la hora de dibujar los circuitos se utilizan SÍMBOLOS que están normalizados, es decir, son conocidos a nivel internacional. Así cuando dibujemos un circuito cualquier persona independientemente del idioma comprenderá nuestro circuito. La figura 2. Es la representación utilizando símbolos del circuito de la figura 1.

Magnitudes eléctricas

Las características de la corriente que circula por un circuito dependen de muchos factores. Para identificar estas características, es necesario utilizar una serie de magnitudes eléctricas, que son las mismas tanto para la corriente continua como para la alterna. Las más importantes son la intensidad, la diferencia de potencial (también llamada voltaje) y la resistencia.

Algunas de las características de cada una ellas son:

 Se puede comprobar experimentalmente que experimentalmente que, cuanto mayor es la diferencia de potencial aplicada entre los extremos de un conductor y menor es la resistencia de este, mayor es la intensidad de corriente que circula por él. Esta relación recibe el nombre de ley de Ohm.

Ley de Ohm

La intensidad de corriente (I) que circula por un conductor en un circuito cerrado es directamente proporcional a la tensión (V) aplicada e inversamente proporcional a la resistencia (R) del conductor

Utilizando esta ley, podemos determinar cualquiera de las tres magnitudes si conocemos las otras dos.

Ejemplos:

Calcula la resistencia de una lámpara por la que circula una corriente de intensidad 0,5 A y que está sometida a una diferencia de potencia de 12 V.

Datos: I = 0,5 A       V= 12 V

Cálculos:  

La resistencia de la lámpara es 24 Ω 

Calcula la intensidad de corriente que circulara por un calefactor de 80 Ω de resistencia sobre el que se establece una diferencia de potencial de 220 V.

Datos: R =80         V= 220 V

Cálculos:  

La intensidad de corriente  es 2,75 A.

TIPOS DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS

Existen tres tipos de circuito o Conexión de resistencias:

Circuito en Serie

Posee dos o más cargas en un solo camino externo a los terminales de la fuente, de tal modo que la corriente que circula por una carga, lo hará necesariamente, a través de las restantes. Si se interrumpe el circuito en algún punto, se suspende la corriente en cualquier punto del circuito.

La fuerza o voltaje que imprime la fuente a la corriente, va cayendo en cada una de las cargas de manera proporcional a la resistencia óhmica de cada carga; así a mayor resistencia, mayor caída de tensión.

Las principales características de este circuito son:

Ø  La corriente es la misma en cualquier sección del circuito.   I₁ = I₂ = I₃ = I_T

Ø  La resistencia equivalente de este circuito está dada por la suma de todas las resistencias: 

     R_E = R₁ + R₂ + R₃ + ------

Ø  Los voltajes en cada una de las resistencias son distinto; pero la suma de estos es igual al voltaje total:  V_T = V₁ + V₂ + V₃ + -----

Circuito en paralelo

En este circuito las resistencias están conectadas, cada una, a los mismos puntos de entrada y salida. Como se muestra en la figura2. La resistencia total del circuito es siempre menor que cualquiera de las resistencias de cada carga.

Si se interrumpe alguna rama del circuito, la corriente seguirá circulando por las ramas restantes.

Las principales características de este circuito son:

Ø  La diferencia de potencial es el mismo para cada resistencia, es decir:   V₁ = V₂ = V₃ = V_T

Ø  La corriente total se distribuye entre las resistencias, pasando una corriente I1 por R1, una corriente I2 por R2 y una corriente I3 por R3 y por la ley de Ohm se tiene que:

Ø  La resistencia equivalente  o total en este circuito está dada por:

Circuito mixto.

Es la combinación del circuito en serie y paralelo por ende las características dadas anteriormente son válidas. La figura muestra un circuito Mixto.  

ACTIVIDAD EN CLASES

1.  Realiza un mapa conceptual acerca de la definición de corriente eléctrica y los tipos de corriente.

2.  Dibuja un circuito eléctrico nombra y define cada uno de sus elementos.

3. ¿Para que se utilizan las magnitudes eléctricas? Realiza en tu cuaderno el cuadro de las magnitudes eléctricas.

4.   Escribe con tus palabras en que consiste la ley de Ohm y realiza 2 ejemplos de su aplicación.

5. Realiza un cuadro acerca de los tipos de circuitos. Teniendo en cuenta el siguiente esquema: