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.
