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Tema 1: Conceptos Básicos de la Electricidad

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Rodrigo Esquivel

on 21 December 2017

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La corriente eléctrica generalmente es clasificada en dos tipos: corriente directa y corriente alterna.


Corriente Directa y Corriente Alterna
La corriente eléctrica es el flujo continuo y controlado de electrones en un circuito eléctrico.
La intensidad de corriente se conoce como la variación de carga con respecto al tiempo y su intensidad se mide en coulombs por segundo; esta unidad se denomina ampere o amperio.
Corriente Eléctrica
Voltaje
Parámetros Eléctricos, Definición, Analogías y Unidades
Aquellas sustancias que conducen la electricidad con facilidad son llamadas
conductores
, todos los metales están incluidos en este grupo. Los materiales que ofrecen gran resistencia al flujo de electrones son llamados
aislantes
, en este grupo están muchos compuestos no metálicos. Existe un tercer grupo de materiales que actúan de manera diferente cuando son conectados a un circuito eléctrico, son conductores bajo ciertas circunstancias y actúan como aislantes bajo otras; estos materiales son llamados
semiconductores
.

Conductores, Semiconductores y Aisladores

Electricidad Estática:

La electricidad estática es electricidad sin movimiento (estática = estacionario). Ya que la electricidad se define como una forma de energía, se concluye que la electricidad estática debe ser energía eléctrica potencial.
Cargas Eléctricas
Electricidad
La electricidad es un conjunto de fenómenos físicos referentes a los efectos producidos por las cargas eléctricas tanto en reposo como en movimiento.

Fue Benjamín Franklin quien denominó a los dos tipos de cargas, positiva y negativa; dedujo que cuando una carga se produce, siempre otra de magnitud idéntica pero de carga opuesta se crearía.
La electricidad puede definirse como el movimiento de cargas eléctricas llamadas electrones.

Los objetos con cargas diferentes se atraen, mientras que los cuerpos con cargas iguales se rechazan.
Hay tres posibles combinaciones de cargas diferentes:
• Neutro/positivo • Neutro/negativo • Negativo/positivo
Hay dos combinaciones posibles de cargas iguales:
• Positiva/positiva • Negativa/negativa
Si los dos cuerpos son eléctricamente neutros, o sea, no están cargados, no hay fuerzas eléctricas entre ellos.
Estos resultados se expresan en una ley básica de la electricidad llamada
Ley de cargas:


Comportamiento de los Cuerpos Cargados
Corriente Directa
Tema 1: Conceptos Básicos de la Electricidad
Conductores
El flujo de electrones necesita un material, que permita por su medio un fácil desplazamiento de los electrones. Este material, el cual va a soportar el flujo de electrones, es llamado conductor. Todos los metales están constituidos por paquetes compactos de átomos de metal con pequeñísimos electrones libres flotando en los espacios entre los átomos, libres para viajar a lo largo de todo el metal.
Semiconductores
No son conductores a medias como el nombre lo sugiere.
Un semiconductor puede tener las características de un conductor o de un aislador, dependiendo de su temperatura y la FEM aplicada.
Existen sólo tres elementos que pueden clasificarse como semiconductores reales: carbono, germanio, silicio.

Aisladores
Un aislador es un material que no conduce electricidad bajo condiciones normales. Muchos compuestos no metálicos son aisladores.
La principal característica de los aisladores es que tienen muy pocos o carecen de electrones libres bajo condiciones normales.
Sin electrones libres no puede haber flujo de electrones. Todos los electrones de un aislador están unidos a sus átomos mediante fuerzas de gran magnitud.

El flujo de electrones requiere mantener una fuerza o presión (voltaje) que empuje los electrones en forma continua.
El voltaje es la presión o diferencia de potencia eléctrica de una carga entre dos puntos en un circuito eléctrico o campo eléctrico, es decir, el trabajo realizado por una fuerza externa (invisible) para mover la carga de un punto a otro.
La unidad de medida es el volt o voltio.
La corriente directa (cc), siempre fluye en la misma dirección.
Los electrones fluyen en una sola dirección pues la polaridad del voltaje o de la fuente de la FEM es la misma; una de las terminales o polos de la batería es siempre positiva y la otra negativa.


Corriente Alterna
Una fuente de corriente alterna produce un voltaje que regularmente se va alternando, aumentando desde cero hasta un máximo positivo y decreciendo desde este máximo hasta cero, para volver a aumentar hasta un valor máximo negativo y decrecer hasta llegar nuevamente a cero; a esta variación completa se le llama ciclo.
La corriente alterna (ca) es un tipo de corriente cuya polaridad se invierte periódicamente.
Resistencia
La oposición que presenta un material al flujo de electrones es conocida como resistencia.
La corriente o flujo de electrones libres en un circuito eléctrico encuentra oposición a su movimiento en todas las partes del circuito. Esta oposición es llamada resistencia, y puede compararse a la fricción entre una bola que rueda y las asperezas de la superficie sobre la cual lo hace.
Medida de la Resistencia
La resistencia siempre causa una pérdida de energía en los electrones (que es convertida en calor).
Asimismo, la energía transportada por los electrones depende de la FEM o voltaje que actúa sobre ellos.
La energía perdida y la pérdida de voltaje resultante son usadas para definir la unidad de resistencia: una unidad de resistencia es la cantidad de resistencia que causa una caída de voltaje de 1 voltio a una corriente de 1 amperio.
El ohmio = unidad de resistencia que causa una caída de voltaje de 1 voltio a una corriente constante de 1 amperio.
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