La electricidad tiene su origen en el movimiento de una pequeña partícula llamada electrón que forma parte del átomo. El átomo es la porción más pequeña de la materia y está compuesto por un núcleo donde se encuentran otras partículas, como los protones (con carga eléctrica positiva) y los neutrones (sin carga). Alrededor del núcleo giran en órbitas los electrones, que tienen carga negativa y hay tantos electrones como protones, por lo que el átomo se encuentra equilibrado eléctricamente.
Un átomo puede tener muchos electrones, situados en órbitas que giran alrededor del núcleo. Hay fenómenos que consiguen arrancar electrones de las órbitas externas del átomo, quedando entonces deficitario de cargas negativas (el átomo se convierte así en un ion positivo). Al producirse el abandono de un electrón de su órbita queda en su lugar un “hueco” el cual atraerá a un electrón de un átomo contiguo, de este modo se desencadena una cascada de electrones arrancados de otros átomos contiguos para ir rellenando huecos sucesivos, y así se produce una circulación de electrones. La fuerza que obliga a los electrones a circular por un conductor depende de la diferencia de electrones existentes en los extremos de ese conductor.
Si en un extremo se tienen átomos con exceso de electrones mientras que en el otro se tienen átomos con exceso de huecos, la tendencia natural es que se produzca una circulación de electrones hacia el extremo donde hay huecos, para alcanzar así un equilibrio.
La diferencia existente en el número de electrones entre un extremo y otro, y que determina la “fuerza” con la que circulan, recibe el nombre de diferencia de tensión, lo que significa que cuanta mayor tensión exista en los extremos de un conductor mayor es también el número de electrones que hay dispuestos en un lado para desplazarse hacia el otro.
Materiales conductores y aislantes
La mayor o menor facilidad para conducir la corriente eléctrica se basa en la estructura atómica de los materiales.
Los materiales conductores están formados por átomos que contienen pocos electrones en su nivel más externo (Orbita), estos electrones están débilmente unidos a sus núcleos, prácticamente permite el desplazamiento de cargas (electrones) cuando se aplica una diferencia de tensión entre dos puntos del mismo.
Los materiales no conductores están formados por átomos donde sus electrones están fuertemente unidos a sus núcleos, prácticamente no permite el desplazamiento de cargas (electrones) cuando se aplica una diferencia de tensión entre dos puntos del mismo.
1.2 CIRCUITO ELÉCTRICO
Un circuito eléctrico o una red eléctrica es una interconexión de elementos eléctricos unidos entre sí en una trayectoria cerrada de forma que puede fluir continuamente una corriente eléctrica (3).
1.3 MAGNITUDES ELÉCTRICAS
El circuito eléctrico y sus unidades son los primeros conceptos que hay que conocer para entender los fenómenos eléctricos.
Con lo expuesto hasta ahora se pueden definir las tres principales magnitudes eléctricas:
- La tensión
- La intensidad o corriente
- La resistencia
La tensión (V)
También se conoce como diferencia de potencial eléctrica, es la causa que origina el movimiento de los electrones en todo el circuito eléctrico, su unidad es el Volt (V).
La intensidad o corriente (I)
Cantidad de carga en movimiento (electrones) que atraviesa una superficie por unidad de tiempo, su unidad es el Ampere (A).
La resistencia (R)
Los electrones que circulan por un conductor encuentran cierta dificultad a circular libremente ya que el propio conductor opone una pequeña resistencia; resistencia que depende de la longitud, la sección y el material con que está construido el conductor, su unidad es el Ohm (?).
LEY DE OHM
Una de las leyes más importantes de la electricidad es la ley de ohm, existe una relación entre las tres unidades eléctricas mencionadas anteriormente (Volt, Ampere y Ohm) de tal modo que puede definirse cada una de ellas con la combinación de las otras dos a través de la siguiente expresión matemática:
V= I x R
Dónde:
V: Tensión aplicada a la carga
I: Corriente que circula a través de la carga
R: Resistencia eléctrica de la carga
Solución circuito eléctrico, muestra el circuito eléctrico básico, compuesto por una pila o batería y un elemento resistivo como carga.
Aplicando la ley de Ohm se puede hallar la corriente que circula a través del circuito de Figura 5, como la expresión matemática de la ley de Ohm es una ecuación, puede despejarse cualquier valor incógnita partiendo de las otras dos; despejando de la Ecuación 1 se obtiene.
V
I= ______
R
Remplazando las dos magnitudes conocidas del circuito de la Ecuación 2 se obtiene:
1 V
I= _______= 1Amp
1 Ohm
1 A es la corriente que circula por una resistencia de carga de 1 ? cuando se aplica 1 V de tensión.
Observando la Ecuación 2, se puede deducir que la corriente (I) es directamente proporcional a la tensión aplicada a los extremos de la carga (R), e inversamente proporcional a la resistencia de carga, esto quiere decir, que si se mantiene una tensión constante y la resistencia de carga disminuye se obtendrán valores elevados de corriente, o si la resistencia de carga aumenta, la corriente disminuye en el circuito.
