En este curso de Física para estudiantes de escuelas secundarias continuaremos con la primer parte de la clase sobre Electricidad.
La corriente eléctrica
La corriente eléctrica es la circulación de electrones a través de un material conductor que se mueven siempre del polo negativo (-) al polo positivo (+) de la fuente de suministro.
Aunque el sentido convencional de circulación de la corriente eléctrica es la inversa, del polo positivo al negativo.
Este criterio se debe a razones históricas ya que en la época en que trató de explicar como fluía la corriente eléctrica por los materiales, la comunidad científica desconocía la existencia de los electrones y decidió ese sentido.
Corriente continua
La corriente continua (CC en español o DC en inglés) es el flujo continuo de electrones a través de un conductor entre dos puntos de distinta carga o tensión. Si se conectan dos placas cargadas de distinto signo mediante un hilo conductor, los electrones libres del metal serán repelidos por la placa negativa y se moverán hacia la placa positiva, formando así un flujo de electrones desde la placa negativa a la positiva a través del hilo conductor.
Los átomos que forman el hilo metálico no se mueven, sólo lo hacen algunos de sus electrones.
Las cargas eléctricas circulan siempre en los terminales de mayor a menor tensión, es decir siempre en la misma dirección. Es continua toda corriente que mantenga siempre la misma polaridad.
La tensión, voltaje o diferencia de potencial es una magnitud física que impulsa a los electrones a lo largo de un conductor en un circuito eléctrico cerrado, provocando el flujo de una corriente eléctrico. Este movimiento de las cargas eléctricas por el circuito se establece a partir del polo negativo de la fuente hasta el polo positivo de la propia fuente.
La corriente continua fue descubierta a partir de la invención de la pila por parte de Volta.
Las pilas eléctricas y las baterías son generadores de corriente continua, estos generadores basan su funcionamiento en el efecto electroquímico, que consiste en aprovechar la energía química almacenada en cada extremo con distinta carga.
Decimos por tanto, que entre ambas placas existe una diferencia de potencial (ddp) o tensión.
Pero fue a partir de los trabajos de Edison sobre la generación de electricidad cuando la corriente continua comienza a emplearse para la transmisión de la energía eléctrica.
Corriente alterna
La corriente alterna (CA en español o AC en inglés) consiste en la vibración de los electrones en el interior de un hilo conductor. Los electrones vibran a razón de 50 veces por segundo sobre un punto fijo. Es decir la corriente es de 50Hz (Hertz) o vibraciones/segundo.
Lo que circula por los cables son ondas a la velocidad de la luz, los electrones no se trasladan, solo vibran alrededor de un punto fijo transmitiendo su vibración al electrón siguiente. Así se forma una onda cuyas crestas y valles se mueven muy rápido, si las contamos veríamos que son 50 crestas o valles las que pasan por un punto en un segundo.
La corriente alterna superó las limitaciones que aparecían al emplear la corriente continua. La razón del amplio uso de la corriente alterna viene determinada por su facilidad con que se eleva su tensión, cualidad de la que carece la corriente continua.
En el caso de la corriente continua, la tensión se eleva conectando dinamos en serie, sistema poco práctico mientras que la corriente alterna cuenta con transformadores que elevan la tensión de una forma eficiente.
La corriente continua es un sistema ineficiente para la distribución de energía a gran escala debido a problemas en la transmisión de potencia.
Un dinamo es un generador eléctrico que transforma la energía mecánica en eléctrica, generando una corriente continua. Durante 1831 y 1832, Michael Faraday descubrió que un conductor eléctrico moviéndose perpendicularmente a un campo magnético generaba una diferencia de potencial. Aprovechando esto, construyó el primer generador electromagnético, el disco de Faraday, empleando un disco de cobre que giraba entre los extremos de un imán con forma de herradura, generándose una pequeña corriente continua.
El transformador es una máquina eléctrica que permite aumentar o disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la frecuencia.
En 1882 Tesla diseñó y construyó el primer motor de inducción de CA. Westinghouse comercializó la distribución de electricidad a partir de la corriente alterna mientras que Edison lo hizo a partir de la corriente continua originando la llamada guerra de las corrientes.
Circuitos eléctricos
Un aparato eléctrico está formado por una fuente de alimentación que le proporciona energía, cables y otros elementos como interruptores, bobinas, imanes, motores, etc. Funcionan transformando, ampliando, reduciendo o interrumpiendo la corriente eléctrica que suministra la fuente de alimentación. Por ejemplo, una Lámpara incandescente que transforma la electricidad en luz.
Un aparato electrónico incluye además de los elementos de aparato eléctrico otros elemento como diodos, transistores, chips, procesadores, etc. Todos estos componentes electrónicos se organizan en circuitos destinados a controlar y aprovechar las señales eléctricas, por ejemplo, una lámpara incandescente que se apague y encienda cada cierto tiempo.
Elementos de un circuito
Un circuito de la corriente por conductores y dispositivos conductores. Un circuito de este tipo se denomina circuito cerrado y si el trayecto no es continuo se denominan abiertos.
Para que la corriente eléctrica circule por un circuito son necesarios los siguientes elementos:
- Un generador o pila que mantenga la ddp entre los extremos del circuito.
- Hilo conductor de cobre que al conectarlo a los bornes de la pila, sus electrones se ponen en movimiento, dando vueltas por el circuito cerrado, transportando la energía de la pila.
- Un receptor que puede ser cualquier elemento que consuma la energía del generador, por ejemplo, un led.
- Aislantes que impidan que la corriente eléctrica circule por donde no deba, el más utilizado es el plástico que cubre los conductores.
About Ana Emilia de Orellana
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