Electricidad y electrónica
Corriente eléctrica | Magnitudes eléctricas | Ley de Ohm | Buenos y malos conductores | Máquinas eléctricas | Circuitos eléctricos | Dispositivos electrónicos | Aspectos industriales de la energía
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Corriente eléctrica
Definimos la corriente eléctrica como cargas en movimiento a través de un conductor.
Magnitudes eléctricas
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Intensidad de corriente $I$
La intensidad de corriente es la cantidad de carga eléctrica que circula por un circuito por unidad de tiempo.
En el SI se mide en amperios (A).
Diferencia de potencial $V$
También llamada tensión, es la diferencia de energía eléctrica por unidad de carga que hay entre dos puntos de un circuito.
En el SI se mide en voltios (V).
Resistencia $R$
La resistencia es una medida de la oposición que ofrece un material al paso de la corriente eléctrica.
En el SI se mide en ohmios ($\Omega$).
¿De qué depende la resistencia en un alambre?
Aquí tienes los valores de resistividad $\rho$ de algunos materiales.
Ley de Ohm
$$ V = R\cdot I $$Simulación
Buenos y malos conductores
Según su comportamiento frente a la corriente eléctrica, distinguimos entre:
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Buenos conductores
O conductores a secas. Permiten el paso de la corriente eléctrica, ofreciendo poca o ninguna resistencia al flujo de electrones. Los metales son buenos conductores.
Malos conductores
O aislantes, son materiales que impiden el paso de la corriente eléctrica, ofreciendo mucha resistencia al flujo de electrones. La madera y el plástico son ejemplos de aislantes.
Semiconductores
Materiales que pueden comportarse como conductores o como aislantes. El silicio (Si) es el semiconductor más empleado y es la base de la electrónica actual.
Máquinas eléctricas
Una máquina eléctrica es un dispositivo capaz de transformar cualquier forma de energía en energía eléctrica o a la inversa. Distinguimos entre:
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Generadores
Transforman energía mecánica en eléctrica.
Motores
Transforman energía eléctrica en mecánica.
Transformadores
Transforman las características de la energía.
Circuitos eléctricos
Llamamos circuito eléctrico al conjunto de elementos que, interconectados entre sí, posibilitan que se establezca una corriente eléctrica.
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Componentes básicos
Conductores
Hilos/cables por donde circulan las cargas eléctricas.
Generadores
Producen y mantienen la corriente eléctrica por el circuito, como las pilas 🔋 o las baterías.
Receptores
Elementos que transforman la energía eléctrica en otro tipo de energía, como las resistencias, las bombillas 💡 o los motores.
¿Quieres saber qué significan las bandas de color que aparecen en las resistencias?
En la resistencia de la figura:
- La primera cifra será un 2 por ser roja.
- La segunda cifra será un 7 por ser violeta.
- El multiplicador será un 5 por ser verde.
- La toleancia será del 10$\thinspace$% por ser plateada.
El valor de la resistencia será por tanto:
$$ 2.7\times 10^6 \pm 10\thinspace\\%\thinspace\Omega $$Elementos de control
Permiten dirigir o interrumpir el paso de la corriente eléctrica, como los interruptores.
Elementos de protección
Protegen los circuitos y a las personas, como los fusibles.
Símbolos
En serie
En los circuitos conectados en serie, la intensidad $I$ es la misma, mientras que la diferencia de potencial $V$ es la suma.
Los generadores han de conectarse entre polos de distinto signo.
La resistencia equivalente $R_\text{eq}$ es mayor que la mayor de todas las resistencias:
$$ R_\text{eq} = R_1 + R_2 $$
En paralelo
En los circuitos conectados en paralelo, la diferencia de potencial $V$ es el mismo, mientras que la intensidad $I$ es la suma.
Los generadores han de conectarse entre polos del mismo signo.
La resistencia equivalente $R_\text{eq}$ es menor que la menor de todas las resistencias:
$$ \frac{1}{R_\text{eq}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} $$
Constructor de circuitos eléctricos
Dispositivos electrónicos
La electrónica comprende la física, la ingeniería, la tecnología y las aplicaciones que tratan con la emisión, el flujo y el control de los electrones en el vacío y la materia.
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Transistores
Son dispositivos electrónicos semiconductores utilizados para amplificar o cambiar las señales electrónicas y la energía eléctrica.
El término transistor es la contracción en inglés de transfer resistor.
Actualmente la mayoría de los transistores se encuentran dentro de los llamados circuitos integrados.
Diodos
Son componentes electrónicos de dos terminales que permiten la circulación de la corriente eléctrica a través de ellos en un solo sentido, bloqueando el paso si la corriente circula en sentido contrario.
Circuitos integrados
También conocidos como microchips, son conjuntos de circuitos electrónicos en una pequeña pieza plana (chip) de material semiconductor (Si).
Los microchips están ahora en prácticamente todos los equipos electrónicos, gracias a su pequeño tamaño y bajo coste.
Aspectos industriales de la energía
Generación
Transporte
Distribución
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