Electricidad básica

Carga eléctrica. Corriente eléctrica. Circuitos eléctricos. Tipología circuitera. Centrales eléctricas. Relés. Gemeración de corriente

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QUÉ ES LA ELECTRICIDAD

La materia está formada por átomos que, a su vez, están constituidos por distintas partículas diminutas. Algunas de ellas (los protones y los electrones) tienen una propiedad especial llamada carga eléctrica. Cuando las cargas eléctricas circulan por un conductor, existe una corriente eléctrica.

La palabra electricidad procede del vocablo griego “electrón”, que significa ámbar. Si frotas un trozo de ámbar, o más fácil, un bolígrafo con un trapo, podrás levantar con él pequeños trocitos de papel, que se le quedan pegados.

CARGA ELÉCTRICA

La carga eléctrica es una propiedad que tienen todos los cuerpos. Existen dos tipos de cargas eléctricas: negativas y positivas.

Las cargas de distinto signo se atraen. Las cargas del mismo signo se repelen; por eso, si frotamos contra un mismo jersey dos globos inflados y los ponemos muy próximos sobre una mesa, veremos cómo se separan.

La cantidad de carga eléctrica se mide en una unidad llamada culombio, cuyo símbolo es C.

La fuerza con que dos cuerpos cargados con cargas de distinto o del mismo signo se atraen o se repelen, depende de las cargas y de la distancia que separa a ambos cuerpos. A esta relación la conocemos en Física como ley de Coulomb.

LA CORRIENTE ELÉCTRICA

Cuando ponemos en contacto dos cuerpos que tienen cargas de distinto signo, como estas se atraen, se produce un flujo de cargas de uno a otro cuerpo. A este flujo lo llamamos corriente eléctrica.

Los metales son buenos conductores, mientras que la madera, el plástico o el vidrio no, y se llaman por ello aislantes.

Se llama resistencia a la mayor o menor dificultad que presenta un cuerpo al paso de la corriente eléctrica. La medimos en una unidad llamada ohmio, cuyo símbolo es la letra griega Ω.

He aquí un cuadro con los materiales mejor conductores y los más aislantes:

Buenos conductores

Malos conductores

- Plata

- Cobre

- Oro

- Aluminio

- Wolframio

- Hierrro

- Madera

- Vidrio

- Ámbar

- Cuarzo

- Plásticos

- Goma

LOS CIRCUITOS ELÉCTRICOS

La corriente eléctrica puede circular por distintos elementos: cables, interruptores, lámparas, etc. Estos componentes forman los circuitos eléctricos. En un circuito cerrado se produce un movimiento continuo de cargas eléctricas que transportan energía.

Para formar un circuito eléctrico es necesario:

- Operadores que producen la corriente eléctrica o generadores, como una pila.

- Operadores que conducen la corriente eléctrica. Básicamente son los hilos conductores.

- Operadores que transforman la corriente eléctrica. Producen calor, luz, movimiento, etc.

- Operadores que controlan el paso de la corriente eléctrica. Permiten el paso de la corriente eléctrica por el circuito, como, por ejemplo, los interruptores.

- Operadores que protegen a los receptores. Los fusibles son elementos que protegen a los aparatos cuando hay subidas inesperadas de tensión.

No obstante, estos son los símbolos empleados para los componentes del circuito eléctrico:

'Electricidad bsica'

TIPOS DE CIRCUITOS

'Electricidad bsica'

La manera más simple de conectar componentes eléctricos es disponerlos de forma lineal, uno detrás del otro. Este tipo de circuito se denomina “circuito en serie”, como el que aparece a la izquierda de la ilustración. Si una de las bombillas del circuito deja de funcionar, la otra también lo hará debido a que se interrumpe el paso de corriente por el circuito. Otra manera de conectarlo sería que cada bombilla tuviera su propio suministro eléctrico, de forma totalmente independiente, y así, si una de ellas se funde, la otra puede continuar funcionando. Este circuito se denomina “circuito en paralelo”, y se muestra a la derecha de la ilustración.

En la conexión en serie, las características son las siguientes:

- Las bombillas se reparten el voltaje de la pila entre ellas.

- Si se funde una bombilla, la desconectamos, las demás dejan de lucir.

En la conexión en paralelo, las características son las siguientes:

- Todas las bombillas disponen del mismo voltaje de la pila.

- Si se funde una bombilla, o la desconectamos, las demás siguen luciendo.

NORMAS DE SEGURIDAD DE LA MANIPULACIÓN DE ELECTRICIDAD

La manipulación de circuitos eléctricos debe realizarse siempre con precaución, aunque no con miedo.

- Las personas sin conocimientos de electricidad deben evitar la manipulación de circuitos. En caso de necesidad hay que demandar la ayuda de alguien más entendido.

- No tocar un hilo conductor si no estamos seguros de que no circula corriente eléctrica por él. Y antes de manipular algún cable, enchufe, etc., desconectar la corriente y estar calzado.

- Señalizar adecuadamente los cables o contactos que puedan representar peligro por su situación, estado, etc. Y si es posible, reparar la avería y sustituir el elemento dañado.

- Revisar los cables, enchufes, etc., de manera periódica para subsanar los posibles deterioros.

- No mojar los aparatos eléctricos bajo ningún concepto. Situarlos alejados de humedades.

- No sobrecargar los enchufes conectando muchos aparatos en una misma toma.

EFECTOS DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA

La corriente eléctrica produce distintos efectos a su paso por los cuerpos:

- Efecto calorífico. Los hilos conductores que calientan al pasar por ellos la corriente eléctrica. Este efecto se aprovecha en radiadores, cocinas eléctricas y, en general, en todos los electrodomésticos utilizados como sistemas de calefacción.

- Efecto químico. La corriente eléctrica puede incluir cambios químicos en las sustancias. Esto se aprovecha, que produce electricidad a partir de cambios químicos.

- Efecto luminoso. En una lámpara fluorescente, el paso de corriente produce luz.

- Efecto magnético. Es el más importante desde el punto de vista tecnológico. Una corriente eléctrica tiene efectos magnéticos (es capaz de atraer o repeler o un imán).

TIPOS DE CENTRALES ELÉCTRICAS

- Centrales hidroeléctricas. Producen electricidad a partir de la energía mecánica del agua almacenada en un embalse.

- Centrales térmicas. Producen electricidad a partir de la energía química almacenada en un combustible (petróleo, carbón o combustible nucleares) o a partir de la luz solar.

- Centrales solares fotovoltaicas. Transforman en energía eléctrica la energía luminosa procedente del Sol.

- Centrales eólicas. Producen electricidad a partir de la energía del viento.

Otras centrales menos empleadas son las centrales mareomotrices o las geotérmicas que aprovechan la energía de las mareas o el calor del interior de la Tierra.

EL CONSUMO DE ENERGÍA ELÉCTRICA

La cantidad de energía que consume un aparato eléctrico depende de dos magnitudes:

- La potencia eléctrica del aparato. Los hornos, radiadores, planchas y aparatos de aire acondicionado tienen una potencia elevada. Los aparatos electrónicos tienen una potencia reducida. Doble potencia implica doble consumo.

- El tiempo que permanece funcionando. Doble de tiempo implica doble consumo.

LA DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA EN CASA

Los elementos principales son los siguientes:

- El suministro de energía eléctrica llega a las viviendas mediante un cable llamado acometida. Este cable está conectado al contador, que puede situarse en cada vivienda o bien en un cuarto de contadores que reúne todos los contadores de las viviendas de un edificio.

- Un cable conecta el contador con el cuadro eléctrico situado en la entrada de la vivienda. En él se encuentra el interruptor general automático, que corta la corriente se la intensidad es muy elevada o si se produce un cortocircuito.

- Otro elemento de seguridad es el diferencial, que corta la corriente en caso de que se produzcan accidentes al tocar cables pelados, etc.

- Desde el cuadro parten distintos cables que recorren las estancias de la casa y conducen la electricidad hasta los puntos de luz y los enchufes.

EL RELÉ

El relé es un operador eléctrico cuyo funcionamiento se basa en un electroimán. Puede emplearse como interruptor o como conmutador, y a menudo se utiliza para poner en funcionamiento o detener un segundo circuito.

PRODUCCIÓN DE MOVIMIENTO A PARTIR DE LA ELECTRICIDAD: EL MOTOR ELÉCTRICO

Un motor eléctrico es una máquina que produce movimiento a partir de una corriente eléctrica.

Los motores eléctricos son las piezas clave que permiten el desplazamiento de una máquina eléctrica.

Pero también se emplean motores eléctricos en otras máquinas cuy objetivo principal no el movimiento. Así, en un ordenador debe existir un motor eléctrico que permita el movimiento de la bandeja para extraer los discos compactos.

Aunque existen distintos tipos de motores en función de la potencia eléctrica que se necesite, un motor típico tiene los siguientes componentes:

- Una bobina (generalmente de cobre) arrollada en torno a un trozo de hierro (núcleo de hierro).

- Un imán necesario para producir el giro cuando pasa la corriente eléctrica por la bobina.

- Una armadura que soporta el imán.

- Delgas y escobillas que completan el circuito eléctrico.

GENERACIÓN DE CORRIENTE ELÉCTRICA

La dinamo es una máquina que transforma la energía mecánica en energía eléctrica; es decir, permite obtener electricidad a partir de un movimiento. Es la máquina que proporciona la corriente eléctrica que alimenta los faros de una bicicleta.

La dinamo es un generador electromagnético cuyo funcionamiento es parecido al de un motor eléctrico. Pero en este caso se suministra movimiento y la dinamo proporciona corriente eléctrica. Cuando gira la bobina bajo la influencia de los imanes, se induce en ella una corriente eléctrica. En una bicicleta, por ejemplo, el giro de las ruedas arrastra a la bobina de la dinamo.