Reconociendo las leyes de la electrónica para el funcionamiento de los circuitos eléctricos

Leyes que rigen los circuitos eléctricos y electrónicos

Ley de Ohm Descubierta por el científico alemán George Simón Ohm, describe una de las relaciones más importantes de las que se cumplen en un circuito eléctrico. Esta ley sostiene que el voltaje entre dos puntos de un circuito es siempre igual al producto de la intensidad de corriente que circula entre esos dos puntos por la resistencia eléctrica que haya entre ellos. Citando su postulado:

“El flujo de corriente (I) que circula por un circuito eléctrico cerrado, es directamente proporcional a la tensión (V) aplicada, e inversamente proporcional a la resistencia (R) de la carga que tiene conectada”

Ley de Watt

James Watt, quien realizó los trabajos que llevaron al establecimiento de los conceptos de potencia, fue quien dictó la llamada Ley de Watt, la cual establece que:

“La potencia eléctrica (p) suministrada por un receptor es directamente proporcional a la tensión de la alimentación (v) del circuito y a la intensidad (I) que circule por él”

P=

V x I

Leyes de Kirchhoff

Ley de nodos o ley corrientes 

En todo nodo, donde la densidad de la carga no varíe en un instante de tiempo, la suma de corrientes entrantes es igual a la suma de corrientes salientes. Dicho de otra forma, la suma de corrientes que entran a un nodo es igual a la suma de las corrientes que salen del nodo. También podemos decir que: en todo nodo la suma algebraica de corrientes debe ser 0.

 Ley de mallas o ley de voltajes

Esta ley dice que en toda malla la suma de todas las caídas de tensión es igual a la suma de todas las subidas de tensión. En otras palabras, el voltaje aplicado a un circuito cerrado es igual a la suma de las caídas de voltaje en ese circuito.

De un modo alternativo, sin entrar a confusiones, podemos decir en toda malla la suma algebraica de las diferencias de potencial eléctrico debe ser 0.

Potencia Eléctrica: Es la cantidad de energía eléctrica consumida por un receptor en la unidad de tiempo. P: Potencia eléctrica (w)

V: Tensión (V)

 I: Intensidad (A)

P = V. I

Energía Eléctrica. Se define la energía eléctrica (E) como la cantidad de trabajo desarrollado por un sistema eléctrico. Su valor viene dado por la siguiente expresión:

E: Energía eléctrica

P: Potencia eléctrica (w)

t: Tiempo (sg)

E = P. t

CIRCUITOS ELÉCTRICOS

Un circuito es el conjunto de elementos que permiten el establecimiento de una corriente eléctrica. 

Generador: encargado de dar energía a las cargas eléctricas 

Receptor: que transforma la energía eléctrica en otro tipo de energía, como calor, luz, etc. 

Conductores: que constituyen los caminos de ida y de vuelta de los electrones. Suelen ser cables. 

Elementos de control: que bloquean o dirigen el paso de la corriente 

Elementos de protección: para evitar que las instalaciones, aparatos y personas sufran daños

Los circuitos eléctricos son sistemas por los que circula una corriente eléctrica.

Se dice que un circuito o un componente está cerrado cuando permite la circulación de corriente, y que está abierto en caso de que no lo permita.

Los circuitos se clasifican según su forma de conexión:

Circuitos en serie: Los elementos están conectados como los eslabones de una cadena (el final de uno con el principio del otro), la salida de uno a la entrada del siguiente y así sucesivamente hasta cerrar el circuito.

Circuitos en paralelo: Los elementos tienen conectadas sus entradas a un mismo punto del circuito y sus salidas a otro mismo punto del circuito. Todos los elementos o receptores conectados en paralelo están a la misma tensión.

En el funcionamiento de los circuitos eléctricos y electrónicos podemos identificar las siguiente magnitudes:

Corriente eléctrica: es la cantidad de carga eléctrica que circula por un punto específico de un circuito. Se simboliza con la letra I y se mide en Amperios A. Puede ser de dos tipos: Corriente alterna, es aquel tipo de corriente eléctrica que se caracteriza porque la magnitud y la dirección presentan una variación de tipo cíclico, se simboliza con las letras CA. Por otra parte, la Corriente continua, es un tipo de intensidad eléctrica que se caracteriza por no cambiar de sentido con el correr del tiempo. Se simboliza con las letras DC/CC.

Voltaje: es la energía necesaria para mover una carga eléctrica de un punto a otro. Se simboliza con la letra V y su unidad es el voltio.

Resistencia: es la propiedad que tiene un material de oponerse al paso de la corriente. Se representa por el símbolo Ω y su unidad es el ohmio. Pueden ser fijas, variables o especiales y, se interpretan mediante un código de color:

Un circuito eléctrico está compuesto por los siguientes elementos:

corriente eléctrica e intensidad de corriente.

Todos los cuerpos están formados por átomos. Cada átomo está constituido por un núcleo central y por una serie de órbitas. En el núcleo están los protones con carga positiva y los neutrones sin carga eléctrica. En las órbitas están los electrones con carga negativa. Para que las cargas eléctricas estén compensadas el número de electrones tiene que ser igual al número de protones. Los átomos debido a fuerzas externas pueden ganar o perder electrones.

La corriente eléctrica, es el paso ordenado de electrones (e-) a través de un conductor. La intensidad de corriente eléctrica, es la cantidad de electrones que circulan a través de un conductor en la unidad de tiempo (por segundo). Se representa por “I” y su unidad es el Amperio (A).

Conductor Eléctrico: Son los elementos por los que circula la corriente eléctrica. Un conductor eléctrico es un material que ofrece poca resistencia al movimiento de la carga eléctrica. Sus átomos se caracterizan por tener pocos electrones en su capa de valencia, por lo que no se necesita mucha energía para que estos salten de un átomo a otro.

Tensión Eléctrica. Fuerza que hace que los electrones se muevan ordenadamente en una cierta dirección a través de un conductor, produciéndose así una corriente eléctrica. Se representa por “V” o “U”, y se mide en Voltios (V). Esta fuerza eléctrica la produce un generador de electricidad (pila, alternador, dínamo, célula solar, etc.), y esa fuerza es lo que da lugar al movimiento ordenado de electrones a través del circuito.

Resistencia Eléctrica. Resistencia eléctrica se define como la mayor o menor oposición que presentan los cuerpos al paso de la corriente eléctrica. Es decir, la dificultad que opone un conductor al paso de la corriente eléctrica. Se representa por “R” y su unidad es el Ohmio (Ω).