Fundamentos de la Electrostática y Electrodinámica: Cargas, Circuitos y Resistencias
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Fundamentos de Electrostática y Electrodinámica
Electrostática
La electrostática es la rama de la física que estudia las cargas eléctricas en equilibrio o reposo.
Cargas Eléctricas
Las cargas eléctricas son los electrones libres que poseen los elementos, y pueden ser positivas o negativas. Las cargas eléctricas de igual signo se repelen, mientras que las de signos opuestos se atraen. Estas fuerzas son de interacción a distancia. La menor carga que existe es la del electrón.
Campo Eléctrico
El campo eléctrico es la zona que rodea a una carga eléctrica o conductor, donde se manifiestan acciones debido a la carga que poseen (fuerzas eléctricas). Es una magnitud vectorial, por lo que posee dirección, sentido y módulo. La dirección es perpendicular a la superficie del cuerpo, el sentido es hacia afuera si posee carga positiva y hacia adentro si posee carga negativa.
Electrodinámica
La electrodinámica estudia la corriente eléctrica, que es el movimiento de cargas eléctricas a través de un conductor.
Circuitos Eléctricos
Un circuito eléctrico es un dispositivo formado por un conductor (cable), una fuente de energía (pila), un interruptor (llave) y uno o más elementos que cumplen una función específica dentro del circuito.
Elementos de un Circuito
Los elementos de un circuito son: generadores, receptores y conductores. Estos son elementos básicos e imprescindibles para formar un circuito eléctrico, y deben estar siempre unidos entre sí mediante algún material conductor. Además, existen elementos empleados para controlar el circuito eléctrico, como los interruptores.
Cortocircuito
Un cortocircuito puede producirse en la instalación eléctrica o en un artefacto eléctrico o electrónico si hay un pasaje de corriente elevada, caracterizada por la interrupción de la circulación de corriente y, a veces, por fogonazos.
Resistencia Eléctrica
La resistencia eléctrica de un conductor es la medida de su capacidad para frenar a los electrones que forman una corriente eléctrica que circula por él. Depende de la temperatura, disminuyendo al aumentar esta.
Resistores
Los resistores son componentes hechos de alambres de aleaciones especiales de alta resistencia eléctrica. Su función es oponerse al paso de la corriente eléctrica. Se pueden conectar de dos formas:
- Conexión en Paralelo: La corriente que llega al conjunto se divide, pasando por cada resistencia. La resistencia del conjunto es menor que cada resistencia por separado.
- Conexión en Serie: La misma corriente circula por cada resistencia. La resistencia del conjunto es mayor que cada resistencia por separado.
Diferencia de Potencial (Voltaje)
La diferencia de potencial es la energía perdida por una unidad de carga eléctrica entre dos puntos de un circuito eléctrico. También se conoce como tensión o voltaje entre esos dos puntos.
Voltímetro
El voltímetro es un instrumento que mide la diferencia de potencial que existe entre dos puntos de un circuito eléctrico.