Introducción a la Electricidad y sus Fenómenos

La electricidad y los fenómenos eléctricos se conocen desde hace mucho tiempo; sin embargo, el aprovechamiento de la electricidad como fuente de energía es bastante reciente, datando de principios del siglo XX. Hoy en día, la energía eléctrica es imprescindible: gracias a ella funcionan infinidad de aparatos, máquinas, sistemas de iluminación y numerosos medios de transporte, entre otros. La característica más interesante de la energía eléctrica es su capacidad para transformarse en otros tipos de energía que son de gran utilidad para el ser humano.

Producción de Energía Eléctrica

La energía eléctrica se puede producir de dos formas principales:

• De forma natural: Como los rayos. Este tipo de energía no es aprovechable para el consumo humano.
• De forma artificial: Producida por el hombre mediante:
  • Centrales eléctricas (hidráulicas, eólicas, nucleares, mareomotrices, etc.).
  • Pilas y baterías: una forma de energía eléctrica almacenada.

La Corriente Eléctrica y su Sentido de Circulación

Los materiales están formados por átomos, que son partículas microscópicas que no se ven a simple vista y que, a su vez, están compuestos por tres tipos de partículas subatómicas:

• Neutrón: No tiene carga eléctrica.
• Protón (+): Posee carga eléctrica positiva.
• Electrón (-): Posee carga eléctrica negativa. Son los responsables de la electricidad.

Es el electrón (-), que se encuentra en la corteza del átomo, el que se desplaza de un átomo a otro, produciendo así el movimiento de electrones o lo que conocemos como corriente eléctrica.

Definición de Corriente Eléctrica

La CORRIENTE ELÉCTRICA es el movimiento ordenado de electrones de un átomo a otro, o dicho de otra forma, es la circulación de electrones a través de un conductor.

Sentido de la Corriente Eléctrica

• Sentido real: Es el que realmente llevan los electrones y va desde el polo negativo hacia el positivo.
• Sentido convencional: Se aceptó por convenio, y en este caso se considera que la circulación de la corriente va desde el polo positivo hacia el negativo.

Tipos de Corriente Eléctrica

Existen dos tipos principales de corriente eléctrica:

• Corriente Continua (c.c.): Los electrones circulan en el mismo sentido y con la misma intensidad. Ejemplos: pilas, baterías y fuentes de alimentación de baja tensión.
• Corriente Alterna (c.a.): Los electrones cambian de sentido y de intensidad periódicamente. Es el tipo de electricidad que tenemos en las viviendas y se produce en grandes centrales eléctricas.

Clasificación de Materiales Eléctricos

Desde el punto de vista eléctrico, los materiales se clasifican en:

• Conductores: Son aquellos que permiten el paso de la corriente eléctrica con mucha facilidad. Ejemplos: el cobre y el aluminio.
• Aislantes: Son aquellos que oponen mucha resistencia al paso de la corriente eléctrica, impidiendo su circulación. Ejemplos: la madera y el plástico.
• Semiconductores: Son materiales que poseen propiedades intermedias entre los conductores y los aislantes. Ejemplos: el silicio y el germanio.
• Superconductores: Materiales que, a muy bajas temperaturas, alcanzan prácticamente la resistencia nula. Por ejemplo, el aluminio en condiciones criogénicas. Actualmente, están en fase de experimentación y su aplicación es muy costosa.

Componentes de un Circuito Eléctrico

Un circuito eléctrico consta de cinco tipos de elementos fundamentales:

• Generador: Es el elemento que produce la energía eléctrica (pila, batería, fuente de alimentación o alternador).
• Receptor: Es el elemento que recibe la energía eléctrica producida por el generador y la transforma en energía útil para el ser humano (calor, luz, sonido, movimiento, etc.). Ejemplos: bombilla, resistencia, motor, timbre, entre otros.
• Elementos de Conexión o Conductores: Son los conductores eléctricos o cables, generalmente de cobre en instalaciones de viviendas.
• Elementos de Control: Son los que permiten controlar el funcionamiento del circuito. Ejemplos: interruptor, pulsador, conmutador.
• Elementos de Protección: Son los encargados de proteger al circuito contra sobrecargas y cortocircuitos, o de proteger a las personas contra contactos directos o indirectos. Ejemplos: fusibles e interruptores diferenciales.

Instrumentos de Medida Eléctrica

Para la medición de magnitudes eléctricas, se utilizan diversos instrumentos:

Voltímetro

Para medir el voltaje o tensión eléctrica entre dos puntos de un circuito se utiliza el voltímetro. Está formado por una bobina de hilo muy fino y gran longitud, diseñada para que oponga mucha resistencia y permita el paso de poca intensidad. Se conecta en paralelo en los extremos del elemento cuya tensión se desea medir.

Amperímetro

Para medir la intensidad de corriente se utiliza el amperímetro. Está formado por una bobina de hilo muy grueso y pequeña longitud, diseñada para que oponga poca resistencia y permita el paso de toda la intensidad. Se conecta en serie con la corriente que se desea medir.

Ohmímetro

Para medir una resistencia se usa el ohmímetro, que se conecta directamente en las terminales de la misma. Es condición imprescindible que no haya tensión en el circuito al realizar la medición.

Polímetro (Multímetro o Tester)

En la actualidad, todos estos aparatos y otros más se encuentran integrados en un solo instrumento conocido como polímetro. También se le conoce comúnmente como Tester o Multímetro.