Circuitos Eléctricos

LA CORRIENTE ELÉCTRICA

La electricidad es un movimiento de electrones, partículas con carga eléctrica negativa que giran alrededor del núcleo de los átomos. En los materiales conductores, y en determinadas circunstancias, los electrones salen de su órbita y pasan de un átomo a otro.

Cuando hay millares de electrones circulando entre los átomos de un material conductor, tenemos una corriente de electrones. Esta transmisión de cargas eléctricas de átomo en átomo, se conoce con el nombre de corriente eléctrica.

CIRCUITOS ELÉCTRICOS

Un circuito eléctrico es un conjunto de elementos conectados entre sí, por los que circula una corriente eléctrica que sigue un camino cerrado, para aprovechar la energía eléctrica.  Todo circuito eléctrico se compone, al menos, de unos elementos mínimos (generador, receptor y conductor). Sin embargo la en la mayoría de los casos los circuitos suelen incorporar otros dispositivos, los elementos de control y los de protección.

Si una corriente eléctrica circula desde un punto de partida, recorre un camino y vuelvea ese mismo punto, podemos decir que se ha establecido un circuito eléctrico.

COMPONENTES ELÉCTRICOS

Generadores: Los generadores son los elementos que transforman cualquier forma de energía

en energía eléctrica, es decir, los generadores suministran energía eléctrica al circuito. Proveen al circuito de la necesaria diferencia de cargas entre sus dos polos o bornes (tensión), y además, son capaces de mantenerla eficazmente durante el tiempo suficiente, permitiendo el flujo de electrones.

Ejemplos de ellos son las pilas y baterías y las fuentes de alimentación. Un generador consta de dos polos, uno negativo (cátodo) y uno positivo (ánodo). No basta con conectar un extremo del conductor al polo negativo del que salen los electrones. Hay que conectar el polo positivo, al que vuelven los electrones. Si cortamos el cables de metal los electrones se detienen en todo. Cuando ambos polos se unen mediante el hilo conductor, los electrones se mueven a través de él, desde el polo negativo al polo positivo.

Se distinguen dos tipos fundamentalmente:

1. Pilas y acumuladores: en estos generadores se obtiene electricidad a partir de la conversión de energía química en eléctrica. Si tomamos una varilla de carbón y otra de cinc (electrodos) y las sumergimos en una disolución de ácido sulfúrico (electrolito), habremos construido una pila elemental.

2. Dinamos y alternadores: transforman energía mecánica en eléctrica. Se fundamentan en el principio de inducción electromagnética que dice: “ si movemos un conductor, de forma que corte las líneas de fuerza de un campo magnético, se puede hacer circular en él una corriente de electrones”

Receptores: Los receptores son los elementos encargados de convertir la energía eléctrica en

otro tipo de energía útil de manera directa, como la lumínica, la mecánica (movimiento),

En base a eso tenemos:

• Receptores luminosos: como bombillas y LEDs.

• Receptores sonoros: como timbres y altavoces.

• Receptores térmicos: como las resistencias eléctricasque llevan planchas, hornos,....

• Receptores mecánicos: como los motores eléctricos.

Conductores: Los conductores son los elementos que conectan los distintos elementos del circuito permitiendo el flujo de electrones. Para transportar los electrones de un sitio a otro se utilizan cables de metal, normalmente de cobre, y recubiertos de plástico para que los electrones no salgan del cable.

Elementos de control: Son los dispositivos usados para dirigir o interrumpir el paso de la corriente. Los más importantes son :

- Interruptores: sirve para realizar las operaciones de apertura o cierre de un circuito.

- Pulsador: Son operadores que cierran el circuito cuando se presiona sobre él. (timbres, cerraduras eléctricas, etc.)

- Conmutador: su forma exterior es igual a los interruptores. Su función consiste en cambiar (conmutar) la conexión de contacto entre un polo llamado común y cualquiera de los otros dos. Se utilizan en instalaciones de alumbrado donde queramos accionar la luz desde dos puntos diferentes (dormitorios, pasillos...)

Elementos de protección: Son los elementos que protegen a los circuitos de sobrecargas (cortocircuitos) y protegen también a las personas de posibles accidentes. Encargados de proteger al resto de los elementos del circuito de corrientes elevadas o fugas. Los más importantes son los fusibles, interruptores diferenciales y los interruptores magnetotérmicos.

SÍMBOLOS DE LOS COMPONENTES ELÉCTRICOS

TIPOS DE CIRCUITOS

CIRCUITOS EN SERIE

Un circuito está en serie cuando, la salida de un receptor se encuentra conectada a la entrada de la otra, es decir se encuentra uno a continuación del otro en el mismo cable.

Al realizar conexiones en serie dentro de un circuito eléctrico hemos de tener en cuenta los siguientes efectos:

- Cuantos más dispositivos conectemos, bien sean bombillas o motores, menos lucen las primeras o giran lo segundos.

- Si uno de ellos deja de funcionar, todos los demás dejan de funcionar pues el efecto que se produce es el mismo que si interrumpimos el circuito en cualquier punto.

CIRCUITOS EN PARALELO

Dos receptores están en paralelo, cuando todas las salidas están conectadas a un punto común y las entradas a otro, por tanto los receptores están en cables diferentes.

Cuando realizamos conexiones en paralelo dentro de un circuito eléctrico hemos de tener en cuenta los siguientes efectos:

- Los receptores que conectamos funcionan independientemente del número de ellos que instalemos.

CIRCUITOS MIXTOS

Nos encontramos a la vez con elementos en serie y paralelo.

SENTIDO DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA.

La corriente eléctrica que circula siempre en el mismo sentido se llama corriente continua, esto es, del polo negativo al positivo del generador a través del circuito. A este sentido de circulación se le llama sentido real. Es el tipo de corriente que obtenemos de las dinamos, las pilas y los acumuladores. Sin embargo se suele tomar como sentido de la corriente el que va del polo positivo al negativo, que fue el que adoptaron los primeros descubridores de la electricidad. A esto se le conoce como sentido convencional.

Los aparatos de medida eléctricos

Las magnitudes básica que se emplean en electricidad (tensión, intensidad de la corriente y resistencia eléctrica) se miden con unos aparatos que son imprescindibles para cualquier técnico de la electricidad o de la electrónica. Veamos cuales son:

1. Para medir la tensión (V) (también llamado voltaje) se utiliza el voltímetro. Recuerda que la unidad de medida de la tensión es el voltio.

2. Para medir la intensidad de la corriente eléctrica (I) se utiliza el amperímetro. Recuerda que la unidad de medida de la intensidad de corriente es el amperio.

3. Para medir la resistencia eléctrica (R) se utiliza el óhmetro. Recuerda que la unidad de medida de la resistencia eléctrica es el ohmio.

Cada uno de estos aparatos de medida se representa con un símbolo. Veamos cuáles son:

En realidad, los técnicos no utilizan tres aparatos distintos, puesto que sería una incomodidad. Ellos emplean un único aparato que incluye los tres. Se llama polímetro o téster.

El polímetro o téster: es un aparato que incluye dos cables (rojo y  negro), que se colocan en los dos puntos del circuitos donde se quiere realizar la medida. También posee una rueda que, según la posición, medimos la tensión, la intensidad o la resistencia.

Por ejemplo, tal y como está el polímetro de la imagen, podemos medir la tensión que existe entre dos puntos de un circuito.

ACTIVIDAD 2

1. Explica qué es la corriente eléctrica y representa el concepto mediante un dibujo.

2. ¿Qué es un circuito eléctrico y cómo puedes identificarlo?

3.  Con la siguiente tabla, crea un mapa conceptual, donde identifiques a qué tipo de familia de componente (Del 1 al 5), corresponde los componentes eléctricos (Enumerados con letras). 

4. Indica si las siguientes frases son falsas o verdaderas. Sin son falsas, corrígelas, si son verdaderas argumenta tu respuesta. 

a) Los electrones poseen carga positiva

b) Las cargas con mismo signo se atraen, mientras que las cargas con distinto signo se repelen.

c) Para que los electrones circulen a lo largo del circuito únicamente se precisa conectar el circuito a uno de los terminales de la pila o batería.

d) El sentido de la corriente eléctrica es contrario al del flujo de electrones.

e) Las cargas positivas atraen a las cargas positivas, mientras que las cargas negativas atraen a las negativas.

f) Los electrones circulan hacia el polo positivo de la pila o batería.

g) En un circuito donde no exista tensión eléctrica no existirá corriente eléctrica.

h) La intensidad de corriente es la cantidad de electrones que circula por un circuito.

5. ¿Qué diferencia hay entre un Generador y un Receptor?
6. ¿Qué diferencia hay entre un Elemento de Control y un Elemento de Protección?

7. Dibuja el símbolo correspondiente a:

a) Una pila                        b) Una lámpara                    c) Un fusible

d) Un conmutador            e) un motor                          f) Un interruptor

8. Qué diferencia hay entre un circuito en serie y un circuito en paralelo?

9. Dibuja el sistema simbólico del siguiente circuito e indica qué tipo de circuito es?

10. ¿Cuáles de estos montajes están en serie y cuáles en paralelo?

11. Investiga:
a) ¿Cómo un ser humano puede perder la vida por la electricidad? ¿Qué magnitudes eléctricas son las responsables de que pueda suceder este hecho?
b) Investiga y representa a través de un dibujo ¿cómo llega la electricidad a tu casa?
c) ¿Qué tipo de circuito crees que hay en tu casa (en serie o paralelo)?. Justifica tu respuesta