Electricidad y electrónica

Corriente eléctrica | Magnitudes eléctricas | Ley de Ohm | Buenos y malos conductores | Máquinas eléctricas | Circuitos eléctricos | Dispositivos electrónicos | Aspectos industriales de la energía

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Corriente eléctrica

Definimos la corriente eléctrica como cargas en movimiento a través de un conductor.

Magnitudes eléctricas

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Intensidad de corriente $I$

La intensidad de corriente es la cantidad de carga eléctrica que circula por un circuito por unidad de tiempo.

En el SI se mide en amperios (A).

Diferencia de potencial $V$

También llamada tensión, es la diferencia de energía eléctrica por unidad de carga que hay entre dos puntos de un circuito.

En el SI se mide en voltios (V).

Resistencia $R$

La resistencia es una medida de la oposición que ofrece un material al paso de la corriente eléctrica.

En el SI se mide en ohmios ($\Omega$).

¿De qué depende la resistencia en un alambre?

Aquí tienes los valores de resistividad $\rho$ de algunos materiales.

Ley de Ohm

La ley de Ohm establece que la diferencia de potencial $V$ que aplicamos en los extremos de un conductor es proporcional a la intensidad de corriente $I$ que circula por él, siendo la constante de proporcionalidad la resistencia $R$ del conductor: $$ V = R\cdot I $$

Simulación

Buenos y malos conductores

Según su comportamiento frente a la corriente eléctrica, distinguimos entre:

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Buenos conductores

O conductores a secas. Permiten el paso de la corriente eléctrica, ofreciendo poca o ninguna resistencia al flujo de electrones. Los metales son buenos conductores.

Malos conductores

O aislantes, son materiales que impiden el paso de la corriente eléctrica, ofreciendo mucha resistencia al flujo de electrones. La madera y el plástico son ejemplos de aislantes.

Semiconductores

Materiales que pueden comportarse como conductores o como aislantes. El silicio (Si) es el semiconductor más empleado y es la base de la electrónica actual.

Máquinas eléctricas

Una máquina eléctrica es un dispositivo capaz de transformar cualquier forma de energía en energía eléctrica o a la inversa. Distinguimos entre:

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Generadores

Transforman energía mecánica en eléctrica.

Motores

Transforman energía eléctrica en mecánica.

Transformadores

Transforman las características de la energía.

Circuitos eléctricos

Llamamos circuito eléctrico al conjunto de elementos que, interconectados entre sí, posibilitan que se establezca una corriente eléctrica.

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Componentes básicos

Conductores

Hilos/cables por donde circulan las cargas eléctricas.

Generadores

Producen y mantienen la corriente eléctrica por el circuito, como las pilas 🔋 o las baterías.

Receptores

Elementos que transforman la energía eléctrica en otro tipo de energía, como las resistencias, las bombillas 💡 o los motores.

¿Quieres saber qué significan las bandas de color que aparecen en las resistencias?

Código de colores para conocer el valor de una resistencia.

En la resistencia de la figura:

  • La primera cifra será un 2 por ser roja.
  • La segunda cifra será un 7 por ser violeta.
  • El multiplicador será un 5 por ser verde.
  • La toleancia será del 10$\thinspace$% por ser plateada.

El valor de la resistencia será por tanto:

$$ 2.7\times 10^6 \pm 10\thinspace\%\thinspace\Omega $$

Elementos de control

Permiten dirigir o interrumpir el paso de la corriente eléctrica, como los interruptores.

Elementos de protección

Protegen los circuitos y a las personas, como los fusibles.

Símbolos

Símbolos de algunos de los elementos típicos de un circuito eléctrico.

En serie

En los circuitos conectados en serie, la intensidad $I$ es la misma, mientras que la diferencia de potencial $V$ es la suma.

Los generadores han de conectarse entre polos de distinto signo.

La resistencia equivalente $R_\text{eq}$ es mayor que la mayor de todas las resistencias:

$$ R_\text{eq} = R_1 + R_2 $$

En paralelo

En los circuitos conectados en paralelo, la diferencia de potencial $V$ es el mismo, mientras que la intensidad $I$ es la suma.

Los generadores han de conectarse entre polos del mismo signo.

La resistencia equivalente $R_\text{eq}$ es menor que la menor de todas las resistencias:

$$ \frac{1}{R_\text{eq}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} $$

Constructor de circuitos eléctricos

Dispositivos electrónicos

La electrónica comprende la física, la ingeniería, la tecnología y las aplicaciones que tratan con la emisión, el flujo y el control de los electrones en el vacío y la materia.

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Transistores

Son dispositivos electrónicos semiconductores utilizados para amplificar o cambiar las señales electrónicas y la energía eléctrica.

El término transistor es la contracción en inglés de transfer resistor.

Actualmente la mayoría de los transistores se encuentran dentro de los llamados circuitos integrados.

Diodos

Son componentes electrónicos de dos terminales que permiten la circulación de la corriente eléctrica a través de ellos en un solo sentido, bloqueando el paso si la corriente circula en sentido contrario.

Circuitos integrados

También conocidos como microchips, son conjuntos de circuitos electrónicos en una pequeña pieza plana (chip) de material semiconductor (Si).

Los microchips están ahora en prácticamente todos los equipos electrónicos, gracias a su pequeño tamaño y bajo coste.

Aspectos industriales de la energía

Generación

Transporte

Distribución