CIRCUITO ELECTRICO

Es un recorrido conductor complejo entre terminales positivos y negativos; por convención se dice que la corriente fluye de positivo a negativo, aunque de hecho el flujo de los electrones va de negativo a positivo. Si se unen componentes eléctricos, como bombillas e interruptores y se conectan los polos de los extremos (positivo con negativo) tenemos una conexión en serie. Si se conectan los polos de lado a lado (negativo con negativo y positivo con positivo) es una conexión en paralelo. Un cortocircuito es un circuito en el que se efectúa una conexión directa, sin resistencia, inductancia ni capacitancia apreciables, entre los terminales de la fuente de fuerza electromotriz.

Ley de Ohm

La corriente fluye por un circuito eléctrico siguiendo varias leyes definidas. La ley básica del flujo de la corriente es la ley de Ohm. Según la misma, la cantidad de corriente que fluye por un circuito formado por resistencias puras es directamente proporcional a la fuerza electromotriz aplicada al circuito, e inversamente proporcional a la resistencia total del circuito. Esta ley suele expresarse mediante la fórmula I = V/R, siendo I la intensidad de corriente en amperios, V la fuerza electromotriz en voltios y R la resistencia en ohmios. La ley de Ohm se aplica a todos los circuitos eléctricos, tanto a los de corriente continua (CC) como a los de corriente alterna (CA), aunque para el análisis de circuitos complejos y circuitos de CA deben emplearse principios adicionales que incluyen inductancias y capacitancias. Cuando en un circuito hay dos o más resistencias en serie, la resistencia total se calcula sumando los valores de dichas resistencias. Si las resistencias están en paralelo, el valor total de la resistencia del circuito se obtiene mediante la fórmula

En un circuito en paralelo los dispositivos eléctricos, por ejemplo las lámparas incandescentes o las celdas de una batería, están dispuestos de manera que todos los polos, electrodos y terminales positivos (+) se unen en un único conductor, y todos los negativos (-) en otro, de forma que cada unidad se encuentra, en realidad, en una derivación paralela. El valor de dos resistencias iguales en paralelo es igual a la mitad del valor de las resistencias componentes y, en cada caso, el valor de las resistencias en paralelo es menor que el valor de la más pequeña de cada una de las resistencias implicadas. En los circuitos de CA, o circuitos de corrientes variables, deben considerarse otros componentes del circuito además de la resistencia.

Impedancia

La aplicación de la ley de Ohm a los circuitos en los que existe una corriente alterna se complica por el hecho de que siempre estarán presentes la capacitancia y la inductancia. La inductancia hace que el valor máximo de una corriente alterna sea menor que el valor máximo de la tensión; la capacitancia hace que el valor máximo de la tensión sea menor que el valor máximo de la corriente. La capacitancia y la inductancia inhiben el flujo de corriente alterna y deben tomarse en cuenta al calcularlo. La intensidad de corriente en los circuitos de CA puede determinarse gráficamente mediante vectores o con la ecuación algebraica en la que L es la inductancia, C la capacitancia y f la frecuencia de la corriente. El valor obtenido en el denominador de la fracción se denomina impedancia del circuito y suele representarse por la letra Z. Por consiguiente, la ley de Ohm para los circuitos integrados suele expresarse por la ecuación sencilla I = e / Z.

Leyes de Kirchhoff

Si un circuito tiene un número de derivaciones interconectadas, es necesario aplicar otras dos leyes para obtener el flujo de corriente que recorre las distintas derivaciones. Estas leyes, descubiertas por el físico alemán Gustav Robert Kirchhoff, son conocidas como las leyes de Kirchhoff. La primera, la ley de los nudos, enuncia que en cualquier unión en un circuito a través del cual fluye una corriente constante, la suma de las intensidades que llegan a un nudo es igual a la suma de las intensidades que salen del mismo. La segunda ley, la ley de las mallas afirma que, comenzando por cualquier punto de una red y siguiendo cualquier trayecto cerrado de vuelta al punto inicial, la suma neta de las fuerzas electromotrices halladas será igual a la suma neta de los productos de las resistencias halladas y de las intensidades que fluyen a través de ellas. Esta segunda ley es sencillamente una ampliación de la ley de Ohm.

Componentes de un circuito eléctrico

• Corriente continua y alterna: La corriente eléctrica muestra dos tipos de comportamiento diferenciado en cuanto al sentido en que recorre el circuito. De este modo, en general se distingue entre corriente continua y alterna. La primera es la que recorre el circuito siempre en idéntico sentido. La segunda es la que cambia el sentido de recorrido del circuito varias veces por segundo y presenta una intensidad determinada independientemente del sentido del recorrido del circuito.

• Conductores: los metales son buenos conductores eléctricos porque disponen de muchos estados cuánticos vacíos que los electrones pueden ocupar.

• Resistencia: Cuando una corriente eléctrica pasa por un conductor hay una fuerza que actúa para reducir o resistir el flujo. Es lo que se llama resistencia, y depende de la naturaleza y del tamaño del conductor. La unidad de resistencia es el ohmio.

• La pila eléctrica: las fuentes de voltaje de corriente continua reciben el nombre de pilas o baterías. Su funcionamiento se basa en la transformación de energía química en energía eléctrica mediante la inversión del proceso de la electrolisis. De un modo más preciso el concepto de batería se aplica a conjuntos de pilas iguales.
  Las pilas consumen poco a poco el combustible químico generando electricidad.
  La pila seca es la empleada comúnmente en radios, linternas, etc.
  Una sola pila normalmente produce poco voltaje pero varias conectadas en serie (positivo a negativo)darán un voltaje más alto. Una serie de pilas conectadas de esta manera forman una batería. Algunas baterías se conocen con el nombre de acumuladores, se han concebido de manera que se pueden “recargar” cuando una corriente eléctrica vuelve a pasar por ellas.

• Transformadores: