Circuito Eléctrico

CIRCUITO ELÉCTRICO

El circuito eléctrico es el recorrido preestablecido por el que se desplazan las cargas eléctricas.

Circuito elemental

Las cargas eléctrica que constituyen una corriente eléctrica pasan de un punto que tiene mayor potencial eléctrico a otro que tiene un potencial inferior. Para mantener permanentemente esa diferencia de potencial, llamada también voltaje o tensión entre los extremos de un conductor, se necesita un dispositivo llamado generador (pilas, baterías, dinamos, alternadores...) que tome las cargas que llegan a un extremo y las impulse hasta el otro. El flujo de cargas eléctricas por un conductor constituye una corriente eléctrica.

Las partes de una corriente eléctrica son:

Componente: Un dispositivo con dos o más terminales en el que puede fluir interiormente una 

carga. En la figura 1 se ven 9 componentes entre resistores y fuentes.

Nodo: Punto de un circuito donde concurren más de dos conductores. A, C, B, D, E son nodos. Nótese que C no es considerado como un nuevo nodo, puesto que se puede considerar como un mismo nodo en A, ya que entre ellos no existe diferencia de potencial o tener tensión 0 (VA - VC = 0).

Rama: Conjunto de todas las ramas comprendidos entre dos nodos consecutivos. En la figura 1 se hallan siete ramales: AB por la fuente, BC por R1, AD, AE, BD, BE y DE. Obviamente, por un ramal sólo puede circular una corriente.

Malla: Cualquier camino cerrado en un circuito eléctrico.

Fuente: Componente que se encarga de transformar algún tipo de energía en energía eléctrica. En el circuito de la figura 1 hay tres fuentes: una de intensidad, I, y dos de tensión, E1 y E2.

Conductor: Comúnmente llamado cable; es un hilo de resistencia despreciable (idealmente cero) que une los elementos para formar el circuito.

Un circuito eléctrico es un arreglo que permite el flujo completo de corriente eléctrica bajo la influencia de un voltaje. Un circuito eléctrico típicamente está compuesto por conductores y cables conectados a ciertos elementos de circuito como aparatos (que aprovechan el flujo) y resistencias (que lo regulan). La analogía sería al flujo de un circuito de agua que funciona bajo la presión del flujo.

Para que exista un circuito eléctrico, la fuente de electricidad debe tener dos terminales: una terminal con carga positiva y una terminal con negativa.

Si se conecta el polo positivo de una fuente eléctrica al polo negativo, se crea un circuito. Entonces la carga se convierte en energía eléctrica cuando los polos se conectan, permitiendo el flujo continuo de energía cinética.

Los electrones siempre se desplazarán por medio de energía cinética de cuerpos con carga negativa hacia cuerpos con carga positiva con cierto voltaje a través de un vínculo o un puente entre ambas terminales que usualmente llamamos “circuito”. El nombre “positivo” o “negativo” únicamente sirve para  indicar el sentido de las cargas.

Al crearse un puente, dependiendo de la resistencia de las partículas que compongan al puente será la velocidad de transportación de los electrones de los átomos con exceso de electrones (iones negativos) hacia los átomos con falta de electrones (iones positivos).

Si demasiados electrones cruzan al mismo tiempo el puente, pueden destruirlo en el proceso, por lo que el número de electrones que se intercambian en el circuito en un tiempo determinado puede ser limitado a través de la resistencia, que se traducirá en calor como pérdida de energía.

Dentro del circuito se puede estar conectado un motor que aproveche la energía cinética de los electrones para convertirlo en trabajo al crear un campo magnético que interactúe con otros magnetos, creando movimiento.

También se puede instalar un interruptor. Cuando presionas el interruptor conectando las puntas, el circuito se “cierra” y la corriente fluye, de lo contrario el circuito queda “abierto” y la corriente no puede fluir.

Al número de interacciones de electrones que ocurren dentro de un circuito al mismo tiempo se le llama “corriente” y se mide en “Amperes”. Un ampere equivale a 6.25 x 1018 electrones moviéndose por una corriente por segundo, a lo que se llama colombio.

La cantidad de carga entre los lados de un circuito se llama “voltaje” y se mide en Volts, que en otras palabras es la cantidad de carga eléctrica necesaria para que 1 colombio haga una cantidad de trabajo específica.

Una gran cantidad de voltaje o una pequeña resistencia puede romper el circuito, una pequeña cantidad de voltaje o una gran resistencia no producirá el suficiente trabajo para hacerlo útil.

Cuando tenemos sólo un circuito a través del cual los electrones pueden viajar para llegar al otro lado, tenemos un “circuito en serie”.

Si ponemos otro circuito junto al primero, tendremos dos circuitos entre las cargas, llamando a esto un “circuito paralelo” porque corren paralelamente el uno del otro, compartiendo el mismo voltaje pero permitiendo más caminos para el recorrido de la electricidad.

Los circuitos pueden volverse muy complejos con varios circuitos paralelos, y su comportamiento puede analizarse matemáticamente para determinar el comportamiento de su corriente.

Las partes en un circuito son los receptores o consumidores (dispositivos conectados al circuito en el que puede fluir la carga internamente), un generador o acumulador (transforma una energía en energía eléctrica) y el conductor (el medio por el que los electrones se transportan).

También en los circuitos por lo general se incluyen dispositivos de maniobra o protección contra sobrecargas de voltaje como fusibles, los nodos (cuando concurren más de dos conductores), las ramas (el conjunto de todos los elementos entre dos nodos), o una malla (cualquier camino cerrado en un circuito),

Para diseñar cualquier circuito eléctrico es necesario predecir las tensiones y corrientes de todo el circuito y conocer la terminología y simbolismos de cada elemento que se usa convencionalmente.