Magnitudes Eléctricas
1. Intensidad de Corriente Eléctrica
Es la cantidad de carga que atraviesa una sección del conductor en la unidad de tiempo.
- Para hallar la intensidad de corriente, dividimos la carga que atraviesa una sección del conductor entre el tiempo que ha tardado en atravesarla.
La unidad de medida es el amperio (A). Es la intensidad de corriente que circula por un conductor cuando por él pasa una carga de un culombio cada segundo.
Suelen utilizarse submúltiplos como el miliamperio (mA) y el microamperio (µA).
Medida de la intensidad de corriente: Se emplea el instrumento denominado amperímetro.
2. Diferencia de Potencial
Entre dos puntos de un circuito, es el trabajo necesario para transportar la unidad de carga desde un punto a otro.
- Circuito hidráulico: Diferencia de nivel, energía potencial gravitatoria. La bomba realiza el trabajo de llevar el agua.
- Circuito eléctrico: Diferencia de potencial, energía potencial eléctrica. El generador realiza un trabajo para llevar la corriente.
La misión del generador consiste en mantener una diferencia de potencial entre sus dos polos o terminales. Esto lo consigue por su fuerza electromotriz, capacidad de comunicar energía eléctrica a las cargas. La unidad es el voltio (V). Entre dos puntos de un circuito existe la diferencia de potencial de un voltio si para transportar de uno a otro la carga de un culombio hay que realizar el trabajo de un julio.
Medida de la diferencia de potencial: Entre dos puntos de un circuito también puede medirse directamente. Para ello utilizamos un instrumento llamado voltímetro.
3. Resistencia Eléctrica
De un conductor es una magnitud física que indica la dificultad que ofrece al paso de la corriente eléctrica. La unidad es el ohmio (Ω).
La resistencia eléctrica de un conductor:
- Depende del material.
- Aumenta con la longitud del conductor.
- Disminuye con la sección de éste.
La resistividad es la resistencia que ofrece al paso de la corriente un conductor de longitud y sección unidad. Depende de la naturaleza de la sustancia y de la temperatura. Se representa con la letra griega ρ (rho) y su unidad en el SI es el ohmio metro (Ω·m).
Asociación de Resistencias
- En serie: La corriente debe circular por todas y cada una de las resistencias. La resistencia que produciría el mismo efecto que toda la asociación se calcula sumando todas las resistencias: R = R1 + R2 + R3 + …
- En paralelo: La corriente se reparte entre todas las resistencias. La resistencia que produciría el mismo efecto que toda la asociación se calcula a partir de la relación: 1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + …
Ley de Ohm
El cociente entre la diferencia de potencial aplicada a los extremos de un conductor y la intensidad de corriente que circula por él es una constante que coincide con la resistencia eléctrica del conductor.
Ley de Ohm: V = R · I
Un ohmio es la resistencia de un conductor por el que circula la corriente de un amperio cuando entre sus extremos hay una diferencia de potencial de un voltio.
Componentes de un Circuito Eléctrico
Un circuito eléctrico es un sistema en el cual la corriente eléctrica que procede de un generador vuelve a éste después de ser utilizada de algún modo. La corriente efectúa un recorrido: sale de los polos y vuelve al generador por el otro polo después de pasar por los otros componentes:
- Generador: Transforma alguna forma de energía en energía eléctrica.
- Receptor: Transforma energía eléctrica en otras formas de energía.
- Interruptor: Abre o cierra el circuito de manera que pase la corriente eléctrica.
- Conductores: Unen los diversos elementos del circuito y permiten la circulación de la corriente.
Generador de corriente continua
Generador de corriente alterna
Receptor
Interruptor
Conductores ___
Sentido de la Corriente Eléctrica en un Circuito
- Sentido del movimiento de los electrones: Los electrones circulan desde el polo negativo del generador al polo positivo a través de los conductores, y desde el polo positivo al polo negativo por el interior del generador.
- Sentido convencional de la corriente eléctrica: Las cargas circularían desde el polo positivo del generador al polo negativo a través de los conductores, y desde el polo negativo al polo positivo por el interior del generador.
Conexión de Receptores en un Circuito
- Conexión en serie: La corriente pasa por todos y cada uno de los receptores.
- Conexión en paralelo: La corriente se reparte entre todos los receptores.
Transformaciones de Energía en un Circuito
La carga eléctrica es igual a la intensidad de corriente multiplicada por el tiempo (Q = I · t). Esta energía se puede expresar:
Efecto Joule
Es el fenómeno por el cual la energía eléctrica se transforma en calor cuando la corriente eléctrica atraviesa un conductor.
Potencia Eléctrica
La energía suministrada por un generador eléctrico o consumida por un receptor eléctrico en la unidad de tiempo.
El vatio se representa con la letra W. Un vatio es la potencia de un generador o un receptor eléctrico que suministra o consume un julio cada segundo. Podemos calcular la potencia consumida en un receptor eléctrico a partir de la intensidad (I) que circula por él y de la resistencia (R) del receptor.
Expresión relacionada con la ley de Joule.