Nociones básicas de electricidad.(II)

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Como vimos anteriormente, la corriente eléctrica es el movimiento de electrones libres a lo largo de un conductor que está conectado a un circuito en el cual existe una diferencia de potencial. Un circuito o red eléctrica es un conjunto de elementos combinados de tal forma que existe la posibilidad de que se origine una corriente eléctrica.

Existen unos elementos denominados activos o también fuentes o generadores, que sumunistran energía eléctrica y otros elementos denominados pasivos, que disipan o almacenan este tipo de energía.

Elementos activos : Se dice que un elemento es activo si es capaz de entregar o generar energía. Son fuentes de voltaje o corriente, capaces de suministrar energía a la red electrica. Figura 1: Fuentes de Figura 2: Fuente de
voltaje corriente

Dentro de las fuentes más conocidas de energía se encuentran las baterias y los generadores.
Al ver la figura 3 notamos que la corriente entra por la terminal negativa y sale por la positiva.









Figura 3

Elementos pasivos: Se dice que un elemento es pasivo, si sólo es capaz de recibir o absorber potencia. .Los elementos pasivos absorben o almacenan la energía procedente de las fuentes.El mejor ejemplo es la resistencia
Los elementos pasivos del circuito (resistencias, inductancias y capacitancias), estan convenientemente definidos por la forma en que el voltaje y la corriente se relacionan con el elemento individual.
En la figura 4 podemos ver que la corriente entra por la terminal positiva y sale por la negativa.









Figura 4

Básicamente, un circuito eléctrico es un camino completo para el flujo de electrones desde el terminal negativo al positivo de una fuente de energía. En la práctica, el circuito está compuesto por una fuente (E) conectada a una carga (R) mediante conductores.

Para describir en un esquema los componenetes que intervienen en el circuito, utilizaremos simbolo gráficos. Como mínimo en un circuito básico encontraremos los siguientes:

1.- Fuente de alimentación








2.-Resistencia o carga:

3.- Interruptor :









Cuando el circuito está cerrado, la corriente mantiene una trayectoria completa, fluyendo no sólo a través del conductor y de la carga a la que esté conectada la fuente, sino que también circula por dentro de la propia fuente, en este caso del terminal positivo al negativo. Si el circuito se corta en alguno de sus puntos se interrumpe el flujo de corriente y se convierte en un circuito abierto.

Circuito abierto : Para que la electricidad fluya, tiene que haber un “camino” conductor y continuo entre el polo negativo y el polo positivo de la fuente de potencia (una batería, un receptáculo eléctrico, etc.). Un alambre roto o un interruptor abierto (apagado) ambos dejan vacios en el circuito e impiden que los electrones viajen de un lado de la fuente de potencia al otro. Por tal razón, los electrones no pueden fluir. Cuando ocurre esta situación se le llama un circuito abierto.

Figura 5. Circuito abierto (el interruptor esta apagado)

Circuito cerrado : Un interruptor cerrado (prendido) quiere decir que el circuito está conectado a través del interruptor. La corriente fluye del polo positivo de la fuente de potencia (por ejemplo, una batería) hasta llegar a las cargas (bombilla, abanicos, etc.) que están alambradas al circuito y regresan al polo negativo de la fuente de potencia.

Figura 6. Circuito cerrado (el interruptor esta prendido)

Hemos visto que al conectar dos cargas eléctricas diferentes mediante un conductor se crea un camino para el flujo de corriente. También hemos visto que esa corriente fluye del negativo al positivo con una intensidad que depende de la diferencia de potencial existente entre ambas cargas. Igualmente, descubrimos que la corriente encuentra resistencia a su paso a través del conductor, tanto por efecto de su longitud, como de su grosor, como por el tipo de material empleado.

En tanto exista una diferencia de potencial, fluirá corriente, cuando la diferencia de potencial no varìa, la corriente fluirà en una sola direcciòn, por lo que se le llama corriente contìnua o directa (C.C. o C.D.). Es decir, la corriente continua es el flujo continuo de electrones a través de un conductor entre dos puntos de distinto potencial.










Figura 7. Corriente continua

En la corriente continua las cargas eléctricas circulan siempre en la misma dirección (es decir, los terminales de mayor y de menor potencial son siempre los mismos). Aunque comúnmente se identifica la corriente continua con la corriente constante (por ejemplo la suministrada por una batería), es continua toda corriente que mantenga siempre la misma polaridad.

La figura 8 representa un diagrama esquemático de un circuito muy básico de corriente continua. Consta de nada más que una fuente E (un productor de energía eléctrica) y una carga R (lo que pueda ser alimentada por energía eléctrica). La fuente puede ser cualquier fuente de electricidad:
una batería química, una fuente de alimentación electrónica, un generador mecánico o cualquier otra fuente posible de energía eléctrica continua. Para simplificar, representaremos la fuente como una batería.








Figura 8

Al mismo tiempo, la carga puede ser cualquier tipo de carga eléctrica: una ampolleta, un instrumento electrónico, o cualquier otro que pueda ser impulsado por una fuente continua de electricidad. La figura representa aquí la carga como una simple resistencia.

Independientemente de la fuente específica y la carga en este circuito, los electrones abandonan el terminal negativo de la fuente, viajan a través del circuito en la dirección indicada por las flechas, y eventualmente vuelven a la terminal positiva de la fuente. Esta acción se prolonga durante tanto tiempo como un circuito eléctrico exista.

Ahora consideremos el mismo circuito con un solo cambio, tal como se muestra en la figura 9. Esta vez, la fuente de energía está cambiando constantemente. Se comienza por la creación de una tensión que es positivo y negativo en la parte superior de la parte inferior, y por lo tanto empuja a los electrones a través del circuito en la dirección indicada por las flechas .










Figura 9. Corriente alterna

La corriente en todo circuito fluye del terminal negativo hacia el positivo, por lo mismo, para que haya flujo de corriente alterna la polaridad debe de cambiar su direcciòn. A las fuentes con estas caracterìsticas se les llama fuentes de corriente alterna. Aún fluye a través del circuito, pero esta vez en la dirección indicada por la flecha punteada. Este ciclo se repite sin cesar, y como resultado de la corriente a través del circuito invierte la dirección varias veces. Esto se conoce como una corriente alterna.

A los circuitos que trabajan con este tipo de corriente se les llama circuitos de C.A., a la potencia que consumen potencia de C.A.

Puede dar la sensación, que por el hecho de cambiar su direcciòn, pareciera que lo que haya hecho en una, lo harìa obsoleto al cambiar de dirección. Pero esto no sucede. Cuando hablamos de un circuito, los electrones no desarrollan, pudieramos decir, un trabajo útil. Aquì lo importante es el efecto que producen las cargas por las cuales fluyen.

El efecto es el mismo, no importando la direcciòn de la corriente, ejemplo: cuando por un resistor fluye una corriente, produce calor, ya sea esta directa o alterna, entonces el calor es el efecto que se producirà en el resistor, en el ciclo positivo o negativo de la corriente alterna.

Este tipo de inversión no hace ninguna diferencia con respecto a algunos tipos de cargas. Por ejemplo, a las ampolletas en su casa no les importa de qué manera fluye la corriente a través de ellos. Al cerrar el circuito de encender el interruptor de luz, la luz se enciende, sin tener en cuenta la dirección del flujo de corriente.

Hay que hacer la salvedad que la corriente alterna no es adecuada para algunas aplicaciones, solamente se puede usar corriente directa, por ejemplo los circuitos de los equipos electrónicos no funcionarían con corriente alterna, por lo mismo se hace la conversiòn a corriente directa por medio de rectificadores y filtros. En tales casos, a menudo es necesario convertir la corriente alterna en la corriente entregada a el enchufe de pared a la corriente continua para ser usada por la carga.