1. CONCEPTOS BÁSICOS DE ELECTRICIDAD Y ELECTRONICA POR: NATALIA URREGO

2. QUÉ ES ELECTRICIDAD? La electricidad (del griego elektron) es un fenómeno físico cuyo origen son las cargas eléctricas y cuya energía se manifiesta en fenómenos mecánicos, térmicos, luminosos y químicos, entre otros. En otras palabras, la electricidad es el flujo de electrones. Se puede observar de forma natural en fenómenos atmosféricos, como los rayos, los cuales son descargas eléctricas producidas por la transferencia de energía entre la ionosfera y la superficie terrestre. Otros mecanismos eléctricos naturales se pueden encontrar en procesos biológicos, como el funcionamiento del sistema nervioso. La electricidad es la base del funcionamiento de muchas máquinas, desde pequeños electrodomésticos hasta sistemas de gran potencia como los trenes de alta velocidad, y asimismo de todos los dispositivos electrónicos.

3. CÚAL ES EL ORIGEN DE LA ELECTRICIDAD? La electricidad es originada por las cargas eléctricas, en reposo o en movimiento, y las interacciones entre ellas. Cuando varias cargas eléctricas están en reposo relativo se ejercen entre ellas fuerzas electrostáticas. Cuando las cargas eléctricas están en movimiento relativo se ejercen también fuerzas magnéticas. Se conocen dos tipos de cargas eléctricas: positivas y negativas. Los átomos que conforman la materia contienen partículas subatómicas positivas (protones), negativas (electrones) y neutras (neutrones).

4. QUÉ ES UNA CARGA ELECTRICA? La carga eléctrica es una propiedad que poseen algunas partículas subatómicas y que se manifiesta mediante las fuerzas observadas entre ellas. La materia cargada eléctricamente es influida por los campos electromagnéticos siendo, a su vez, generadora de ellos. Las dos partículas elementales cargadas que existen en la materia y que se encuentran de forma natural en la Tierra son el electrón y el protón, los cuales hacen parte de los átomos que conforman la materia. Cuando un átomo gana o pierde un electrón, queda cargado eléctricamente. A estos átomos cargados se les denomina iones. INTERACCIÓN ENTRE CARGAS DE IGUAL O DISTINTA NATURALEZA

6. Los innumerables choques producidos entre los electrones de la corriente y de los átomos que componen el conductor. Estos choques se traducen en resistencia y hacen que se caliente el conductor. A.-Electrones fluyendo por un buen conductor eléctrico, que ofrece baja resistencia. B.-Electrones fluyendo por un mal conductor. eléctrico, que ofrece alta resistencia a su paso. En ese caso los electrones chocan unos contra otros al no poder circular libremente y, como consecuencia, generan calor.

7. QUÉ ES EL OHM? El ohm es la unidad de medida de la resistencia que oponen los materiales al paso de la corriente eléctrica y se representa con el símbolo o letra griega " Ω " (omega). El ohm se define como la resistencia que ofrece al paso de la corriente eléctrica una columna de mercurio (Hg) de 106,3 cm de alto, con una sección transversal de 1 mm2, a una temperatura de 0o Celsius. De acuerdo con la “Ley de Ohm”, un ohm ( 1 ) es el valor que posee una resistencia eléctrica cuando al conectarse a un circuito eléctrico de un voltio ( 1 V ) detensión provoca un flujo de corriente de un amperio ( 1 A ). La fórmula general de la Ley de Ohm es la siguiente: Donde, R = Resistencia V = Voltaje o Tensión I = Corriente

9. Con mayor numero de electrones que de protones.Un átomo se desequilibra cuando es aplicada a éste una fuerza externa que hace que el átomo pierda o gane electrones. Al comparar el estado de los 2 átomos, veamos que entre ellos existe una diferencia de POTENCIAL, que en este caso es de 1 electrón. Para nuestro caso, el catión tratará de equilibrarse tomando 1 electrones del anión, mientras que el anión tratará de equilibrase cediendo 1 electrones al catión. En otras palabras decimos que la DIFERENCIA DE POTENCIAL nos indica una diferencia entre átomos de potencial distinto, es decir, que hay diferencias de potencias cuando los átomos de uno y otro cuerpo son diferentes en su estado eléctrico.

10. DIFERENCIA DE POTENCIAL La tensión, voltaje, Fuerza electromotriz 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 eléctrica. La diferencia de potencial también se define como el trabajo por unidad de carga ejercido por el campo eléctrico, sobre una partícula cargada, para moverla de un lugar a otro. En el SI, la diferencia de potencial se mide en voltios (V), al igual que el potencial. La tensión es independiente del camino recorrido por la carga, y depende exclusivamente del potencial eléctrico de los puntos A y B en el campo.

11. DIFERENCIA DE POTENCIAL Si dos puntos que tienen una diferencia de potencial se unen mediante un conductor, se producirá un flujo de electrones. Parte de la carga que crea el punto de mayor potencial se trasladará a través del conductor al punto de menor potencial y, en ausencia de una fuente externa (generador), esta corriente cesará cuando ambos puntos igualen su potencial eléctrico (Ley de Henry). Este traslado de cargas es lo que se conoce como corriente eléctrica. Cuando se habla sobre una diferencia de potencial en un sólo punto, o potencial, se refiere a la diferencia de potencial entre este punto y algún otro donde el potencial sea cero.

12. DIFERENCIA DE POTENCIAL Existe una diferencia de potencial cuando por intermedio de una fuente de energía, se logra mantener en dos puntos cargas desiguales. Esta fuerza de energía puede ser una pila, batería, o generador, y los dos puntos se llaman bornes. ¿Por qué los electrones van del borde negativo al borne positivo? Pues bien, en el interior de la pila se produce un efecto, el cual desequilibra los átomos de los dos bornes quedado un borne con más electrones que otro. Y el recorrido se da de donde hay electrones a donde no hay. Es de anotar que los átomos pueden ser cargados porque en condiciones normales ellos se son equilibrados, en determinados procesos una fuerza externa puede desequilibrar un átomo transformándolo en un Ion y los iones de carga generan una energía potencial derivada de su desequilibrio, es decir de su necesidad de equilibrarse

13. CORRIENTE ELÉCTRICA Los electrones que se encuentran en las órbitas más alejadas del núcleo se les conoce también como electrones libres, estos electrones son los responsables de la mayoría de los fenómenos eléctricos y electrónicos ya que al estar débilmente atraídos por los protones del núcleo, pueden MOVERSE fácilmente de un átomo a otro. Los electrones libres, al desplazarse constituyen la CORRIENTE ELECTRICA a través de un conducto que puede ser sólido, líquido o gaseoso. Entonces lo que conocemos como corriente eléctrica no es otra cosa que la circulación de cargas o electrones a través de un circuito eléctrico cerrado, que se mueven siempre del polo negativo al polo positivo de la fuente de suministro de fuerza electromotriz (FEM).

14. CORRIENTE ELÉCTRICA La corriente eléctrica está definida por convenio en el sentido contrario al desplazamiento de los electrones En el Sistema Internacional de Unidades se expresa en C·s-1 (culombios sobre segundo), unidad que se denomina amperio. Una corriente eléctrica, puesto que se trata de un movimiento de cargas, produce un campo magnético, lo que se aprovecha en el electroimán. El instrumento usado para medir la intensidad de la corriente eléctrica es el galvanómetro que, calibrado en amperios, se llama amperímetro, colocado en serie con el conductor cuya intensidad se desea medir.

15. CORRIENTE ELÉCTRICA Históricamente, la corriente eléctrica se definió como un flujo de cargas positivas y se fijó el sentido convencional de circulación de la corriente como un flujo de cargas desde el polo positivo al negativo. Sin embargo posteriormente, gracias al efecto Hall, se observó que en los metales los portadores de carga son negativos, estos son los electrones, los cuales fluyen en sentido contrario al convencional. El resultado es que el sentido convencional y el real son ciertos en tanto que los electrones fluyen desde el polo negativo hasta llegar al positivo (sentido real), cosa que no contradice que dicho movimiento se inicia al lado del polo positivo donde el primer electrón se ve atraído por dicho polo creando un hueco para ser cubierto por otro electrón del siguiente átomo y así sucesivamente hasta llegar al polo negativo (sentido convencional) es decir la corriente eléctrica es el paso de electrones desde el polo negativo al positivo comenzando dicha progresión en el polo positivo. En el siglo XVIII cuando se hicieron los primeros experimentos con electricidad, sólo se disponía de carga eléctrica generada por frotamiento o por inducción. Se logró (por primera vez, en 1800) tener un movimiento constante de carga cuando el físico italiano Alessandro Volta inventó la primera pila eléctrica.

16. REQUISITOS PARA QUE CIRCULE AL CORRIENTE ELECTRICA Para que una corriente eléctrica circule por un circuito es necesario que se disponga de tres factores fundamentales: Una fuente de fuerza electromotriz (FEM) como, por ejemplo, una batería, un generador o cualquier otro dispositivo capaz de bombear o poner en movimiento las cargas eléctricas negativas cuando se cierre el circuito eléctrico. Un camino que permita a los electrones fluir, ininterrumpidamente, desde el polo negativo de la fuente de suministro de energía eléctrica hasta el polo positivo de la propia fuente. En la práctica ese camino lo constituye el conductor o cable metálico, generalmente de cobre. Una carga o consumidor conectada al circuito que ofrezca resistencia al paso de la corriente eléctrica. Se entiende como carga cualquier dispositivo que para funcionar consuma energía eléctrica como, por ejemplo, una bombilla o lámpara para alumbrado, el motor de cualquier equipo, una resistencia que produzca calor (calefacción, cocina, secador de pelo, etc.), un televisor o cualquier otro equipo electrodoméstico o industrial que funcione con corriente eléctrica. Fuente de fuerza electromotriz (FEM). 2. Conductor. 3. Carga o resistencia conectada al circuito. 4. Sentido de circulación de la corriente eléctrica

17. REQUISITOS PARA QUE CIRCULE AL CORRIENTE ELECTRICA Cuando las cargas eléctricas circulan normalmente por un circuito, sin encontrar en su camino nada que interrumpa el libre flujo de los electrones, decimos que estamos ante un “circuito eléctrico cerrado”. Si, por el contrario, la circulación de la corriente de electrones se interrumpe por cualquier motivo y la carga conectada deja de recibir corriente, estaremos ante un “circuito eléctrico abierto”. Por norma general todos los circuitos eléctricos se pueden abrir o cerrar a voluntad utilizando un interruptor que se instala en el camino de la corriente eléctrica en el propio circuito con la finalidad de impedir su paso cuando se acciona manual, eléctrica o electrónicamente. Fuente de fuerza electromotriz (FEM). 2. Conductor. 3. Carga o resistencia conectada al circuito. 4. Sentido de circulación de la corriente eléctrica

18. INTENSIDAD DE CORRIENTE La cantidad de electrones que circula por un conductor dentro circuito cerrado, es la intensidad de corriente, la cual depende fundamentalmente de la tensión o voltaje (V) que se aplique y de la resistencia (R) que ofrezca al paso de esa corriente la carga o consumidor conectado al circuito. Si una carga ofrece poca resistencia al paso de la corriente, la cantidad de electrones que circulen por el circuito será mayor en comparación con otra carga que ofrezca mayor resistencia y obstaculice más el paso de los electrones. La intensidad de la corriente eléctrica se designa con la letra ( I ) y su unidad de medida en el Sistema Internacional ( SI ) es el ampere (llamado también “amperio”), que se identifica con la letra ( A ).

19. TIPOS DE CORRIENTE En la práctica, los dos tipos de corrientes eléctricas más comunes son: corriente directa (CD) o continua y corriente alterna (CA). La corriente directa circula siempre en un solo sentido, es decir, del polo negativo al positivo de la fuente de fuerza electromotriz (FEM) que la suministra. Esa corriente mantiene siempre fija su polaridad, como es el caso de las pilas, baterías y dinamos. La corriente alterna se diferencia de la directa en que cambia su sentido de circulación periódicamente y, por tanto, su polaridad. Esto ocurre tantas veces como frecuencia en hertz (Hz) tenga esa corriente. A la corriente directa (C.D.) también se le llama "corriente continua" (C.C.). La corriente alterna es el tipo de corriente más empleado en la industria y es también la que consumimos en nuestros hogares. La corriente alterna de uso doméstico e industrial cambia su polaridad o sentido de circulación 50 ó 60 veces por segundo, según el país de que se trate. Esto se conoce como frecuencia de la corriente alterna. En los países de Europa la corriente alterna posee 50 ciclos o hertz (Hz) por segundo de frecuencia, mientras que los en los países de América la frecuencia es de 60 ciclos o hertz.

20. MATERIALES CONDUCTORES O AISLANTES Los materiales conductores son todos aquellos materiales o elementos que permiten que los atraviese el flujo de la corriente o de cargas eléctricas en movimiento. Los materiales conductores, poseen la característica de que los electrones en las órbitas más externas necesitan poca energía para salir de ellas. De hecho, estos átomos “comparten” estos electrones con átomos cercanos, con lo que se forma la llamada “nube electrónica” de los metales. Sin embargo, en los materiales aislantes, los electrones están fuertemente ligados a su orbita, siendo muy difícil o prácticamente imposible sacarlos de ella. Cuando esto ocurre, es generalmente porque se produce la destrucción del aislante.

21. Wikipedia http://www.ite.educacion.es/w3/recursos/fp/electricidad/index.html http://www.asifunciona.com/electrotecnia/ke_resistencia/ke_resistencia_1.htm BIBLIOGRAFIA