Circuitos electricos.

Voltaje (Diferencia de Potencial)

Para que exista una corriente eléctrica se requiere de algo que fuerce a que los electrones circulen ordenadamente; una fuerza de origen eléctrica, denominada fuerza electromotriz (f.e.m), cuya unidad es el volt (V). Esta fuerza es la que proporcionan los generadores de electricidad como las pilas, baterías, alternadores, etc. En los generadores de electricidad, como consecuencia de algún tipo de proceso, se produce en su interior lo que se llama una f.e.m la cual se puede definir de la siguiente manera:

Fuerza electromotriz

Es la fuerza que obliga a los electrones a moverse (dentro del

generador), y que tiene por efecto producir una tensión eléctrica

La tensión eléctrica, que se expresa en volts, es la fuerza que hace que los electrones se muevan ordenadamente en una cierta dirección a través delas líneas conductoras (circuito), o sea, lo que

hace que aparezca una corriente eléctrica. Este principio se ilustra en la figura

 

 Potencial Eléctrico

Se define por potencial eléctrico en un punto al trabajo necesario

para trasladar la unidad de carga eléctrica positiva desde el

infinito hasta dicho punto. Es un trabajo por unidad de carga, que

se mide en volts (V). La unidad volt resulta ser pues el

trabajo de un Joule (J) sobre la carga de un Coulomb (C).

DIFERENCIA DE POTENCIAL

Se define por diferencia de potencial entre dos puntos al trabajo

necesario para que la unidad de carga se traslade de un punto a

otro. La diferencia de potencial también se mide en volts.

PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO

Como hemos visto, el flujo de corriente siempre se produce cuando la mayor parte del movimiento de electrones se realiza en una dirección. Además, este movimiento se hace desde una carga (-) a una carga positiva (+), y sólo se produce cuando existe diferencia de carga. Para crear la carga es necesario mover a los electrones, ya sea para causar un exceso o una falta de los mismos en el lugar donde debe existir la carga. Las cargas se pueden obtener con cualquiera de Las fuentes de electricidad que se han visto

anteriormente. Esas fuentes suministran la energía necesaria para realizar el trabajo que significa mover los electrones para formar una carga. No importa la clase de energía empleada para crear la carga, dicha energía se convierte en energía eléctrica una vez

producida la carga. La cantidad de energía eléctrica que posee la carga es idéntica a la cantidad de energía que la fuente tuvo que desarrollar para crear dicha carga. Cuando la corriente circula, la energía eléctrica de las cargas se utiliza para mover electrones desde cargas menos positivas a cargas más positivas. Esta energía eléctrica se denomina fuerza electromotriz (f.e.m) y es la fuerza motriz que da lugar al flujo de corriente. Toda carga eléctrica, sea positiva o negativa, representa una reserva de energía. EsPrincipio de Funcionamiento del Amperímetrota reserva de energía es energía potencial mientras no sela utilice. La energía potencial de una carga es igual a la cantidad de trabajo que se ha realizado para crear la carga; la unidad que se emplea para medir este trabajo es el volt. La fuerza electromotriz de una carga es igual al potencial de la carga y se expresa en volts.

¿COMO SE MIDE EL VOLTAJE ?

Las magnitudes básicas a medir en un circuito son la intensidad de corriente y el voltaje. La medida de la intensidad de corriente

eléctrica se efectúa con aparatos denominados amperímetros.

La medida de diferencias de potencial o voltajes se efectúa con voltímetros. Si quiere medirse el voltaje en los extremos

de una resistencia, se ha de intercalar un voltímetro como se muestra en la figura.

 Corriente (Densidad de Corriente)

La corriente se puede definir como un flujo ordenado de electrones, es decir, los electrones en movimiento constituyen una corriente eléctrica, los cuales, al aplicarles un voltaje como por ejemplo

de una batería, es posible forzar a los electrones fuera de su trayectoria circular y ocasionar que pasen de un átomo a otro.

La corriente que pasa por un alambre tiene una dirección y una magnitud. El símbolo de la corriente eléctrica es la letra I y la unidad de corriente es el amper (A). El amper corresponde a una carga que se mueve con una rapidez de 1 C/s ( un Coulomb por segundo ) esto quiere decir que un amper se define como el flujo de 6.28x1018 electrones que pasan por un punto fijo de un conductor en un segundo, esta cantidad de 6.28x1018 electrones es el equivalente a un Coulomb.

En la práctica, por lo general, el sentido de la

corriente que se considera es el convencional

(de + a -) aunque, en realidad, no tiene mayor importancia la dirección que se elija, siempre

y cuando se tenga presente para solucionar cualquier problema particular.

intensidad de la corriente

No sólo es importante saber si circula corriente y

en qué sentido lo hace, sino también qué tan

intenso es el movimiento de los electrones.

Imaginemos un conductor cortado según una

sección y contemos los electrones que salen por

segundo de esa sección. Llamaremos intensidad

de la corriente a la cantidad de electrones por

segundo que pasan por una sección del

conductor y se mide en amperes.

densidad de la corriente 

La densidad de corriente se define como la corriente máxima admisible por cada unidad de sección

de un conductor. Para entender mejor esta definición, imaginemos la sección de un conductor

eléctrico atravesada por la circulación de la corriente

electrica en donde se presentan diferentes casos:

 

¿Cómo se mide la corriente eléctrica?

El caudal o intensidad de corriente está dado por el

número de electrones que pasa por un material en un

período de tiempo dado.

Siendo el Coulomb la medida que indica la cantidad de

electrones, contando la cantidad de Coulomb que

pasan en un período de tiempo dado se mide el caudal o

intensidad de la corriente. La unidad de intensidad de

corriente es el ampare. La intensidad o caudal es de un

ampare cuando un Coulomb de electrones pasa por el

material en un segundo, de dos ampares cuando pasan

dos Coulomb por segundo, etc.

El amperímetro es el instrumento que se encarga de

medir la cantidad de Coulomb que pasan por segundo

(ampares).

Principio de Funcionamiento del Amperímetro

Para comprobarlo, puede suspender una barra ima

ntada de un eje rígido entre los polos de imán en

herradura. Si permite que la barra imantada gire

sobre sí misma libremente, encontrará que lo hace

hasta acercar su polo norte todo lo posible al polo sur del imán en herradura. Si hace girar la barra a

una posición distinta, observará que trata de volver a la posición en que los polos opuestos están lo

más cerca posible. Cuanto más trate de desviar a la barra imantada de esta posición, mayor será la

fuerza que notará. La fuerza máxima aparece cuando

los polos iguales estén lo más cerca posible.