Entender cómo fluye la electricidad en los circuitos
Para la mayoría de la personas, la electricidad es una fuerza misteriosa que se presenta por arte de magia cuando apretamos un interruptor de la luz o enchufamos un aparato. Sin embargo, aunque la ciencia que hay detrás del flujo de la electricidad es muy compleja, los principios básicos del flujo eléctrico, o corriente, son fáciles de entender si se aprenden algunos términos y las funciones clave. También ayuda a comparar el flujo de electricidad a través de los cableados con el flujo de agua a través de las tuberías. Aunque la comparación no es perfecta, muchas propiedades del flujo eléctrico en los cableados de los circuitos son iguales al flujo de agua en un sistema de plomería.
Esto es lo que hay que saber sobre cómo fluye la electricidad.
01 Electrones en movimiento
Lo que llamamos la corriente eléctrica se produce a nivel de partículas entre los átomos de un material de conducción, en un circuito domiciliario, este es el cableado de cobre. En cada átomo hay tres tipos de partículas: neutrones, protones (que transportan una carga electromagnética positiva) y electrones (que transportan una carga negativa). La partícula más importante aquí es el electrón, ya que tiene la particularidad de poder separarse de su átomo y moverse a un átomo cercano. Ese movimiento de electrones es lo que produce la corriente eléctrica: el paso de los electrones con carga negativa de un átomo a otro.
Cómo funcionan los generadores
¿Qué es lo que pone en circulación a los electrones? La física es complicada, pero en esencia, el flujo eléctrico en los cables del circuito es posible gracias a un generador (una turbina alimentada por el viento, el agua, un reactor atómico o la combustión de combustibles fósiles). En 1831, Michael Faraday descubrió que las cargas eléctricas se creaban cuando un material conductor de la electricidad (un cable metálico) se movía dentro de un campo magnético. Este es el principio por el que funcionan los generadores modernos:
Las turbinas, que funcionan con agua que cae o con el vapor creado por los reactores nucleares.
Hacen girar enormes bobinas de alambre metálico dentro de imanes gigantes, lo que provoca el flujo de cargas eléctricas.
Una vez establecido este enorme campo eléctrico de cargas positivas y negativas, los electrones de los cables de toda la red eléctrica entran en acción y comienzan a fluir en cadencia con el campo eléctrico.
Cuando se acciona un interruptor de la luz o se enchufa una lámpara o una tostadora, en realidad se está entrando en un gran flujo de electrones a lo largo de toda la red eléctrica.
Que son empujados por generadores eléctricos que pueden estar a cientos de kilómetros de distancia.
Los generadores eléctricos se comparan a veces con las bombas de agua: no crean la electricidad (igual que una bomba de agua no crea el agua), pero hacen posible el flujo de electrones.
02 Corriente = Flujo de Electricidad
El término corriente se refiere al simple flujo de electrones en un circuito o sistema eléctrico. También se puede comparar la corriente eléctrica con la cantidad, o el volumen, de agua que fluye por una tubería de agua. La corriente eléctrica se mide en amperios.
Corriente alterna frente a corriente continua
La corriente eléctrica existe en dos tipos: corriente alterna (CA) y corriente continua (CC). Técnicamente, la corriente continua fluye en una sola dirección, mientras que la corriente alterna invierte su sentido. En términos cotidianos, la CA es la forma de electricidad creada por un generador que hace funcionar las luces, los electrodomésticos y los enchufes de tu casa, mientras que la CC es la forma de energía proporcionada por las pilas. Por ejemplo, tus linternas son sistemas de CC, mientras que los enchufes de tu casa utilizan un sistema de CA.
Muchas fuentes de energía renovables, como los generadores solares y eólicos.
Producen electricidad de CC que se convierte en CA para su uso en el hogar.
La batería de un automóvil es un sistema de CC que se utiliza para arrancar el motor, pero una vez que el motor se pone en marcha.
El sistema eléctrico del automóvil tiene un alternador que empieza a crear corriente alterna para hacer funcionar los distintos sistemas.
03 Voltaje = Presión
La voltaje, también conocida como fuerza electromotriz, suele definirse como la presión de los electrones en un sistema. Se puede comparar con la presión del agua en una tubería.
Los circuitos estándar de tu casa llevan unos 120 voltios (el voltaje real puede variar entre unos 115 y 125 voltios)
O 240 voltios (rango real: unos 230 a 250 voltios).
La mayoría de las lámparas y enchufes se alimentan de circuitos de 120 voltios, mientras que las secadoras, cocinas y otros grandes electrodomésticos suelen utilizar circuitos de 240 voltios.
04 Potencia = Tasa de flujo
El término potencia se refiere a la velocidad a la que se disipa o consume la energía eléctrica. La cantidad total de energía consumida por el sistema eléctrico de su casa se lee a través del contador eléctrico de la compañía eléctrica. Se mide en kilovatios-hora o 1.000 vatios-hora, y así es como se factura.
Cada aparato eléctrico, como una lámpara o un electrodoméstico, tiene una tasa de uso que se mide en vatios. Por ejemplo, una bombilla de 100 vatios encendida durante 10 horas consume un kilovatio-hora de electricidad.
Los amperios, los voltios y los vatios tienen una relación matemática entre sí, que se expresa de la siguiente manera Vatios = Voltios x Amperios
Si un aparato tiene una potencia nominal de 120 voltios y 10 amperios.
Utilizará hasta 1.200 vatios cuando esté en funcionamiento: 120 voltios x 10 amperios = 1.200 vatios.
05 Ohmios = Resistencia
Los ohmios son la medida de la resistencia al flujo de electrones a través de un material conductor. Cuanto mayor sea la resistencia, menor será el flujo de electrones. Esta resistencia hace que se genere una cierta cantidad de calor en el circuito. La razón por la que un secador de pelo sopla aire caliente, por ejemplo, es la resistencia en el cableado interno, que produce calor. Y es la resistencia en los pequeños cables de una bombilla incandescente la que hace que se caliente y brille con luz. También es la resistencia la que puede sobrecalentar un cable alargador si se utiliza en un aparato que consume demasiada corriente.
En el cableado de los circuitos, una resistencia excesiva puede sobrecargar un circuito y provocar un incendio eléctrico. Dado que las conexiones defectuosas causadas por cosas como terminales de tornillos sueltos y corrosión son las culpables más probables, las conexiones eléctricas deben revisarse regularmente para garantizar la seguridad de un sistema eléctrico. Si tiene alguna duda sobre su instalación eléctrica o quiere ser proactivo en cuanto a la seguridad, considere la posibilidad de contratar a un profesional para que realice una revisión de rutina.
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