Introducción a los Circuitos Eléctricos
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1. El Circuito Eléctrico
Un circuito eléctrico es un recorrido cerrado por el cual circulan electrones. Está compuesto por tres elementos principales:
- Generadores (pilas y baterías): Suministran la energía eléctrica a través de procesos químicos.
- Receptores (bombillas, motores, resistencias y timbres): Transforman la energía eléctrica en otros tipos de energía, como luz, movimiento o sonido.
- Elementos de control y protección (interruptores, pulsadores y conmutadores): Controlan el flujo de electrones en el circuito.
Todos estos elementos están unidos por hilos conductores que permiten el paso de la corriente eléctrica.
2. Magnitudes Eléctricas
2.1. Voltaje o Diferencia de Potencial
El voltaje, también conocido como tensión, es la cantidad de energía que una pila o batería puede suministrar a cada electrón. Se mide en voltios (V).
2.2. Intensidad de Corriente Eléctrica
La intensidad de corriente eléctrica es la cantidad de carga o número de electrones que atraviesan la sección de un conductor por segundo. Se mide en amperios (A). Para medir la intensidad se utiliza un amperímetro, que se conecta en serie con el circuito para que todos los electrones pasen por él.
2.3. Resistencia Eléctrica y Ley de Ohm
La resistencia eléctrica es la oposición que un material ofrece al paso de la corriente eléctrica. Se mide en ohmios (Ω). La relación entre voltaje, intensidad y resistencia se describe mediante la Ley de Ohm: R = V / I, donde R es la resistencia, V es el voltaje e I es la intensidad.
2.4. Energía y Potencia Eléctrica
- Energía eléctrica (E): Es la energía que consume un aparato eléctrico en un tiempo determinado. Se mide en julios (J).
- Potencia eléctrica (P): Es la velocidad a la que se consume la energía eléctrica. Se mide en vatios (W) o kilovatios-hora (kWh).
3. Tipos de Circuito
3.1. Circuito en Serie
En un circuito en serie, la corriente que circula por todos los elementos es la misma. La resistencia total del circuito es la suma de las resistencias de cada receptor. En el caso de los generadores en serie, las tensiones de los diferentes generadores se suman.
3.2. Circuito en Paralelo
En un circuito en paralelo, la tensión en todos los elementos es la misma, pero la corriente se divide entre las diferentes ramas del circuito. La inversa de la resistencia total es igual a la suma de las inversas de las resistencias de cada receptor.
3.3. Circuito Mixto
Un circuito mixto combina elementos en serie y en paralelo.
4. Tipos de Corriente
4.1. Corriente Continua
En la corriente continua, los electrones circulan siempre en el mismo sentido y con la misma intensidad.
4.2. Corriente Alterna
En la corriente alterna, los electrones cambian de sentido periódicamente, generalmente 50 o 60 veces por segundo. La intensidad de la corriente también varía con el tiempo.
4.3. Valor Eficaz de la Corriente Alterna
El valor eficaz de la corriente alterna es el valor que tendría una corriente continua para producir el mismo efecto energético.
4.4. Transformadores
Los transformadores se utilizan para aumentar o reducir el voltaje de la corriente alterna. Constan de dos bobinas de alambre de cobre enrolladas alrededor de un núcleo de hierro.