1. EL CIRCUITO ELÉCTRICO
1.1. Estructura del átomo
Como ya sabes por tus estudios de ciencias, todas las cosas
están formadas por átomos. En el centro del átomo, el núcleo, hay dos tipos de
partículas: los protones (partículas de carga positiva) y los neutrones
(partículas sin carga). Alrededor del núcleo giran los electrones, unas
partículas de carga negativa que son las responsables de la forma de energía
que conocemos como electricidad.
1.2. Conductores y aislantes
En los materiales conductores, como el cobre de un cable
eléctrico, algunos de sus electrones están muy débilmente unidos al átomo. Si
se les aplica una fuerza exterior (fuerza electromotriz) pueden viajar saltando
de átomo en átomo. La energía asociada al movimiento de estos electrones es la
energía eléctrica o electricidad.
Los
materiales conductores son aquellos que dejan pasar la electricidad, como el
cobre, el hierro, el aluminio, etc. Los materiales aislantes no permiten
el paso de la electricidad, como la madera,
la cerámica, el plástico, etc.
1.3. La corriente eléctrica
Cuando hay
un número muy grande de electrones que viajan por un material conductor se dice
que circula corriente eléctrica.
1.4. El circuito eléctrico
Un circuito
eléctrico es un camino cerrado por donde circulan electrones. Este camino está
formado por cables y otros componentes eléctricos, como pilas, bombillas e interruptores.
La
finalidad de los circuitos es hacer que la corriente eléctrica haga un trabajo
útil, como iluminar, mover un motor, hacer funcionar un aparato de radio, etc.
En un
circuito eléctrico se produce una transformación de energía. La energía
eléctrica de los electrones en movimiento se transforma en energía luminosa,
mecánica, sonora, etc., depende del tipo de circuito.
Un circuito
eléctrico puede ser muy sencillo, como una bombilla conectada a una pila, o muy
complicado como, por ejemplo, el que hay en el interior del ratón que utilizas
en tu ordenador.
Si abrimos un ratón podemos ver el complejo circuito que
esconde dentro. Los circuitos eléctricos en los que hay muchos componentes y
sólo circula una pequeña cantidad de corriente, como en este caso, se llaman
también circuitos electrónicos. Puedes encontrar circuitos electrónicos en los
televisores, equipos de música, ordenadores, aparatos de videojuegos, etc.
1.5. Familias de componentes eléctricos
Los
elementos que componen un circuito eléctrico se pueden clasificar en cuatro
grandes grupos o familias. Cada familia de componentes hace una función
distinta.
- GENERADORES.
Suministran corriente eléctrica al circuito. Ejemplo: pilas
- CONDUCTORES.
Permiten que circule la corriente eléctrica. Ejemplo: cables
- RECEPTORES. Transforman la energía de la corriente
eléctrica en un trabajo útil. Ejemplo: motor
- ELEMENTOS
DE CONTROL. Gobiernan el circuito eléctrico. Ejemplo: interruptor
Los componentes eléctricos se representan gráficamente con un
dibujo llamado símbolo.
Tabla
con los símbolos de los componentes eléctricos más comunes.
1.6. El esquema eléctrico
Los componentes eléctricos se
conectan para formar circuitos eléctricos. Hemos visto que cada componente
eléctrico tiene un símbolo, que sirve para dibujarlo de una manera simplificada
y que todo el mundo pueda entender. Lo mismo pasa con un circuito entero. A la
representación gráfica de un circuito se le llama esquema eléctrico del
circuito y está formado por los símbolos de sus componentes unidos entre sí.
Por ejemplo, el esquema eléctrico de un circuito formado
únicamente por una pila de petaca, una bombilla y dos cables.
1.7. ¿Circuito abierto o cerrado?
Cuando todos los componentes de un circuito están conectados
entre sí, y no hay ninguna discontinuidad, la corriente eléctrica puede
circular; se dice entonces que el circuito está cerrado. Si existe alguna
discontinuidad (como un cable roto, un componente desconectado o un interruptor
apagado) la corriente no circulará, se dice que el circuito está abierto.
1.8. El sentido de la corriente (un lío histórico)
Cuando
conectamos todos los elementos de un circuito eléctrico, el generador produce
una fuerza llamada fuerza electromotriz que induce la formación de una
corriente de electrones.
Los
electrones salen del polo - de la pila y van hacia el polo +. Este es el
llamado SENTIDO REAL DE LA CORRIENTE.
A pesar de lo que acabamos de ver, para analizar circuitos,
diseñar máquinas o hacer cálculos eléctricos se utiliza la interpretación
contraria: la corriente eléctrica fluye desde el polo + de la pila y va hacia
el polo -. Éste es el llamado SENTIDO CONVENCIONAL DE LA CORRIENTE, y es el que
tienes que utilizar siempre a partir de ahora, aunque sabemos que los
electrones se mueven en el sentido contrario.
La razón de utilizar esta interpretación es histórica. Los
primeros científicos que estudiaron la electricidad pensaban que la corriente
era un flujo de partículas con carga positiva y con un sentido de circulación
de positivo a negativo. Después se descubrió que las partículas que se movían
no tenían carga positiva, sino negativa (los electrones) y que el sentido de
circulación era el contrario, pero quedó esta manera de interpretar y calcular
la electricidad.
1.9. Circuitos eléctricos básicos
En este apartado estudiaremos tres circuitos eléctricos
sencillos:
1.9.1. Circuito 1.
Bombilla controlada por un interruptor
FUNCIONAMENTO DEL CIRCUITO:
Cuando
accionamos el interruptor el circuito se cierra, entonces la corriente puede
circular y hacer funcionar la bombilla. Al accionar de nuevo el interruptor el
circuito se abre, la corriente deja de circular y la bombilla se apaga.
1.9.2. Circuito 2. Motor
eléctrico controlado por un interruptor
FUNCIONAMENTO DEL CIRCUITO:
Cuando
accionamos el interruptor el circuito se cierra. La corriente puede circular y
hacer funcionar el motor. Cuando se vuelve a accionar el interruptor, el
circuito se abre, la corriente deja de circular y el motor se apaga.
1.9.3. Circuito 3.
Zumbador controlado por un pulsador
FUNCIONAMENTO DEL CIRCUITO:
Cuando apretamos el pulsador el circuito se cierra, entonces
la corriente circula y hace funcionar el zumbador (es un avisador, parecido a
un timbre). Al soltar el pulsador el circuito se abre, la corriente deja de
circular y el zumbador deja de sonar. Es un circuito similar al del timbre de
una casa.
2. COMPONENTES ELÉCTRICOS
2.1. Generadores
La familia de
los generadores engloba todos los componentes eléctricos que tienen como
función suministrar corriente eléctrica al circuito. Hay muchos tipos de
generadores, como los utilizados en las centrales eléctricas, la dinamo de una
bicicleta, las células solares de un coche solar, la batería de un teléfono
móvil, etc. Uno de los tipos más utilizados, y el más adecuado para aprender
electricidad, son las pilas.
2.1.1. Tipos de pilas
Tipos de pilas
más comunes y para qué se utilizan:
- Pilas botón. Relojes y cámaras fotográficas
- Pila prismática. Coches de
radiocontrol, aparatos de medida, etc.
- Pila de petaca. Linternas
- Pilas cilíndricas. Linternas, mandos a distancia, despertadores, juguetes, etc.
2.1.2. Símbolo eléctrico de las pilas
Antes de continuar con los generadores es importante tener en
cuenta una cosa. Todos los elementos que hay en un circuito se pueden
representar gráficamente con un dibujo que se denomina símbolo eléctrico.
El símbolo eléctrico de una pila, por
ejemplo, es el de la derecha. El signo "+" indica el polo o borne
positivo y el "-" el borne negativo.
2.1.3. La tensión eléctrica de
los generadores
En las pilas,
como en todos los generadores, es muy importante conocer cuál es su tensión
eléctrica (tradicionalmente también se ha llamado voltaje). La tensión
eléctrica nos indica la energía que tienen los electrones que salen de los
generadores. Se mide en voltios (en honor del físico italiano Alessandro Volta,
que estudió la electricidad) y se abrevia con la letra V (mayúscula).
Tensión
eléctrica de las pilas más comunes:
- Pila prismática: 9 voltios
- Pila de petaca: 4,5 voltios
- Pilas botón: 3 voltios
- Pilas cilíndricas: 1,5 voltios
2.1.4. Aquí pilas...
Las pilas
contienen sustancias y elementos químicos que pueden ser muy contaminantes, como el mercurio
(Hg), por eso es necesario
depositarlas en recipientes especiales para su tratamiento. Puedes depositar
tus pilas usadas en los contenedores de
reciclaje, en algunos establecimientos de electrodomésticos o relojerías y en
los puntos de recogida selectiva de tu pueblo o ciudad.
2.1.5. Si usas muchas pilas...
Si usas muchas
pilas es una buena idea utilizar pilas recargables. Necesitarás un cargador de
pilas. El precio de estas pilas es bastante más alto, unas cuatro veces el de
una pila no recargable, pero si las recargas unas cuantas veces se amortizan
rápidamente y, además, ayudas a cuidar del medio ambiente.
2.2 Receptores
Como su nombre
indica, los receptores son la familia de componentes eléctricos que reciben la
corriente eléctrica y la utilizan
para realizar un trabajo útil, como iluminar,
mover una máquina,
avisarnos, reproducir música,
etc.
En esta unidad
estudiaremos tres receptores: la bombilla, el motor eléctrico y el zumbador.
Existen muchos más, como un altavoz, un electroimán, un fluorescente, una
estufa eléctrica, una radio, un televisor, etc. En realidad cualquier aparato o
electrodoméstico que consuma energía eléctrica es un receptor.
2.2.1. La tensión eléctrica de
los receptores
Una de las
cosas más importantes a tener en cuenta en los receptores es el valor de la
tensión eléctrica que necesitan para funcionar. Todos los aparatos que
funcionan con electricidad tienen una plaquita, denominada placa de
características, donde se indican todas sus características eléctricas. En esta
placa está, entre otros datos, la tensión a la que hay que conectarlos. Si lo
conectamos a una tensión más baja no funcionará correctamente, si es más alta
puede estropearse.
2.2.2. La bombilla
La bombilla es
un receptor que transforma la energía eléctrica en energía luminosa, es decir,
en luz. Existen muchos tipos de bombillas, como las bombillas de
incandescencia. Se denominan así porque el elemento que produce la luz es un
filamento (un hilo metálico muy fino, generalmente de tungsteno) que se pone
incandescente cuando circula corriente eléctrica por su interior.
Símbolo de una bombilla
2.2.3. El motor eléctrico
El motor
eléctrico es el receptor que transforma la energía eléctrica en energía
mecánica de rotación. En esta foto puedes ver un motor que se utiliza en
aparatos de poca potencia como juguetes, walkmans, cepillos de dientes, etc.
Las partes y el símbolo de un motor eléctrico.
2.2.4. El zumbador
El zumbador es
un componente que transforma la energía eléctrica en energía sonora, es decir,
en sonido. Lo encontramos en muchos aparatos electrónicos donde hace la función
de avisador acústico. Por ejemplo en videojuegos (para indicarnos movimientos o
acciones), en relojes (para despertarnos), en hornos (para avisarnos que ha
finalizado el tiempo de cocción), etc. También lo encontramos en muchas
viviendas haciendo la función de timbre. El zumbador, para hacer ruido, utiliza
una membrana metálica a la que hace vibrar muy rápidamente, mientras que el
timbre hace chocar una pieza metálica (el martillo) contra una campana.
2.3. Elementos de control
Los
componentes eléctricos que se utilizan para gobernar circuitos forman la
familia de los elementos de control. Las funciones más básicas que realizan son
las de encender y apagar circuitos. Los componentes eléctricos más utilizados
de esta familia son los interruptores y los pulsadores, aunque existen otros
componentes también de gran importancia como los conmutadores, los selectores,
los potenciómetros, etc.
Los
interruptores y los pulsadores tienen como función encender y apagar circuitos.
Cuando pulsamos un interruptor se queda fijo y el circuito que gobierna se
mantiene encendido o apagado hasta que lo volvemos a pulsar. En el caso de los
pulsadores, su acción (normalmente encender) sólo hace efecto mientras que lo
mantenemos pulsado, al dejar de hacer presión el circuito deja de funcionar. En
electricidad, cuando un circuito está apagado se dice que está abierto y cuando
está encendido se dice que está cerrado.
2.4. Conductores
La familia de
los conductores incluye todos aquellos elementos que permiten que circule la
corriente eléctrica desde los generadores hacia los receptores y que vuelva de
nuevo a los generadores. Los conductores más comunes son los cables. Están
formados por uno o varios hilos de un material conductor, normalmente cobre,
envuelto por una capa de plástico que lo aísla del exterior.
Los cables que
sólo tienen un hilo conductor se denominan cables unifilares. Los cables que
tienen muchos hilos se denominan multifilares.
2.4.1. Hay muchos tipos de cables
Existen muchos
tipos de cables. Una manera de clasificarlos es según el número de conductores
que contienen. Si el cable tiene un sólo conductor se denomina cable monopolar,
si tiene dos conductores asociados se denomina bipolar, tres conductores tripolar, cuatro conductores tetrapolar. Si tiene muchos
conductores se denomina
multipolar.
2.4.2. A veces los conductores no
son cables
Dentro del
ratón del ordenador que utilizas hay un circuito electrónico. En la parte
posterior tiene conductores que no son cables, sino pistas de cobre que
conectan los componentes electrónicos entre sí. Este sistema, que permite
automatizar la construcción de circuitos electrónicos, se denomina circuito
impreso.
Los circuitos
impresos permiten construir circuitos sin utilizar cables, en su lugar utilizan
láminas de cobre en forma de pistas sobre una placa de plástico. Se usan en
todos los aparatos electrónicos, como televisores, vídeos, aparatos de radio, etc.
3. MAGNITUDES ELÉCTRICAS
3.1. Magnitudes eléctricas
Una magnitud
es todo aquello que se puede medir, por ejemplo la temperatura, la longitud, el
volumen o la velocidad. La electricidad tiene 3 magnitudes fundamentales: la
resistencia, la tensión y la intensidad. En esta miniunidad las estudiaremos.
3.2. La resistencia eléctrica
La resistencia
es la oposición que ofrecen los componentes de un circuito al paso de la
corriente eléctrica. La unidad de medida es el ohmio, que se expresa
abreviadamente con la letra griega omega mayúscula (Ω).
Si hacemos un
símil entre la electricidad y el agua, la resistencia de un componente
eléctrico es como una reducción de sección en una tubería. El agua puede fluir
por la tubería, pero lo hará en menor cantidad. En un circuito eléctrico, un
componente con mucha resistencia reduce la cantidad de corriente que circula.
3.2.1. A veces interesa poca resistencia, otras veces mucha
Todos los
elementos que intervienen en los circuitos tienen resistencia eléctrica,
‘frenan’ la circulación de la corriente. A veces interesa que sea baja, como en
los cables, para que dejen pasar la corriente con total facilidad. Otras nos
interesa que sea alta, para dificultar el paso de la corriente, como en los
resistores de carbón que se utilizan para ajustar circuitos electrónicos o en
las resistencias de radiadores y secadores, diseñadas para producir calor.
3.2.2. Medida de la Resistencia
La resistencia
se mide con un aparato llamado óhmetro (puedes ver su símbolo a la derecha),
aunque habitualmente se utiliza un polímetro, un aparato de medida
polivalente que lleva integrado un óhmetro.
MEDIDA DE LA
RESISTENCIA ELÉCTRICA CON UN POLÍMETRO
En este
ejemplo mediremos la resistencia eléctrica de un resistor de carbón, de los
usados en los circuitos electrónicos. Para ello utilizaremos un polímetro.
1. Primero debes asegurarte que el elemento a medir no está
alimentado: la alimentación falsearía la medida y podría dañar el polímetro. La mejor manera
de hacerlo es sacar el elemento del circuito.
2. De la misma manera que existen básculas de distintos tamaños
–pequeñas para bebés, medianas para adultos, grandes para camiones- los óhmetros
disponen de escalas de medida diferentes para resistencias más grandes o más pequeñas.
Gira el
selector del polímetro hasta una posición para medida de resistencias, de la
zona marcada con la letra omega (Ω). Si no tienes una idea del valor de la resistencia
que vas a medir, selecciona la escala más alta, la de resistencias grandes.
3. Introduce las sondas en las conexiones: la negra en COM (de
común) y la roja en Ω (medida de resistencia). A continuación conecta las
sondas a los extremos del componente a medir.
4. Observa la pantalla. Si marca cero (uno o varios) significa
que has elegido una escala demasiado grande, cambia el selector a la siguiente
escala más pequeña. Si sigue marcando cero o un valor muy pequeño, vuelve a cambiar.
5. A veces en la pantalla aparece una l minúscula: l de ‘large’,
‘grande’ en inglés. Significa que la resistencia que estás intentando medir es
demasiado grande para esta escala. Es necesario cambiar el selector a una
posición mayor.
6. Para obtener una medida precisa, debes conseguir que aparezca
en la pantalla el número más significativo posible, con ningún cero a la
izquierda, o, en su defecto, con el menor número posible de ceros a la
izquierda.
7. Si en la pantalla aparece un número precedido por un punto,
–ejemplo: .82- debes suponer que antes del punto figura un cero. Así, en este
ejemplo, el valor sería 0,82.
8. Por último, debes añadir las unidades al número que aparece
en la pantalla. Si tienes el selector en la posición 200 o 2 000, la medida irá
directamente en ohmios: 820 Ω. Si está en 2K o alguna posición con el prefijo
K, la medida será 820 KΩ (820 000 Ω). En algunos polímetros también se usa el
prefijo M, que indica millones de ohmios.
3.3. La tensión eléctrica
Para hacer
funcionar un circuito eléctrico, para alimentarlo, necesitamos un generador. La
característica fundamental de un generador es su tensión eléctrica, que también
recibe los nombres de voltaje y diferencia de potencial. Se mide en voltios,
abreviadamente una uve mayúscula (V).
La tensión
eléctrica de un generador es similar a la tensión elástica de un muelle: cuanto
más comprimido está un muelle, más tensión elástica tiene, y más fuerte puede
empujar al ser liberado.
3.3.1.Tensión y corriente eléctrica
Cuanta más
tensión tenga un generador eléctrico, más impulso puede proporcionar a los
electrones para que atraviesen un circuito, provocando una corriente eléctrica
mayor. Así, una pila de 9 V tiene más tensión que otra de 4,5 V y provoca corrientes
eléctricas mayores (más electrones por segundo).
Podemos definir el
concepto de tensión de la siguiente manera: La
tensión eléctrica es la energía con la que un generador impulsa los electrones
que circulan por un circuito eléctrico.
3.3.2. Medida de la tension
La tensión se mide con un aparato
llamado voltímetro (puedes ver su símbolo a la derecha), aunque, como en el
caso de la medida de la resistencia, es más práctico usar un polímetro.
MEDIDA DE LA
TENSIÓN ELÉCTRICA EN CORRIENTE CONTINUA
PRECAUCIÓN: En esta miniunidad se explica cómo
medir la tensión de pilas o pequeñas baterías de corriente continua. No
intentes medir la tensión de un enchufe sin la presencia del profesor, tiene
una tensión muy elevada (230 V), que es peligrosa.
1. De la misma manera que existen básculas de distintos tamaños
–pequeñas para bebés, medianas para adultos, grandes para camiones- los
voltímetros disponen de escalas de medida diferentes para tensiones más grandes
o más pequeñas.
 Gira el selector del polímetro hasta una posición para
medida de tensión continua. Suelen venir marcadas con DCV o el símbolo V . Si no tienes una idea del valor de la
tensión que vas a medir, selecciona la
escala más alta, la de 200 V.
2. Introduce las sondas en las conexiones: la negra en COM (de
común) y la roja en V (medida de tensión). A continuación conecta las sondas a
los terminales del elemento donde deseas medir la tensión, en este caso, los
bornes de la pila.
3. Observa la pantalla. Si marca cero (uno o varios) significa
que has elegido una escala demasiado grande, cambia el selector a la siguiente
escala más pequeña. Si sigue marcando cero o un valor muy pequeño, vuelve a cambiar.
4. A veces en la pantalla aparece una l minúscula: l de ‘large’,
‘grande’ en inglés. Significa que la tensión que estás intentando medir es
demasiado grande para esta escala. Es necesario cambiar el selector a una
posición mayor.
5. Para obtener una medida precisa, debes conseguir que aparezca
en la pantalla el número más significativo posible, con ningún cero a la
izquierda, o, en su defecto, con el menor número posible de ceros a la
izquierda.
6. Si en la pantalla aparece un número precedido por un punto,
–ejemplo: .957- debes suponer que antes del punto figura un cero. Así, en este
ejemplo, el valor sería 0,957.
7. Por último, debes añadir las unidades al número que aparece
en la pantalla. Si tienes el selector en la posición 20 o 200, la medida irá
directamente en voltios: 0,957 V. Si está en 200m o 2 000m, la medida será
0,957 mV (milivoltios). Las pilas tipo AA son de 1,5 V, si sólo marca 0,957
V significa que está descargada.
3.4. La intensidad eléctrica
Los aparatos
eléctricos funcionan gracias al movimiento de una gran cantidad de electrones a
través de ellos. A esta circulación de electrones se le llama corriente
eléctrica.
La corriente
eléctrica puede ser de dos tipos: corriente continua, cuando el movimiento de
los electrones es siempre en la misma dirección (en circuitos alimentados con
pilas o baterías) y corriente alterna, cuando la dirección del movimiento de
los electrones cambia alternativamente (en circuitos alimentados con la red
eléctrica de los edificios).
3.4.1. Intensidad de la corriente
eléctrica
La intensidad
de la corriente eléctrica, o simplemente intensidad, es una magnitud que nos
indica si la corriente es grande o pequeña. Se puede definir como la cantidad
de carga eléctrica que pasa por la sección de un conductor cada segundo y su
unidad de medida es el amperio (A). 1 amperio equivale al paso de 6,24 · 1018 electrones
por segundo.
Cuanto mayor
sea la intensidad eléctrica que necesita un aparato para funcionar, mayor será
su consumo: mayor gasto eléctrico tendrá y antes se acabará la pila si es un
circuito de corriente continua. Por lo tanto, por razones económicas y
ecológicas, interesa que la intensidad eléctrica que atraviesa cualquier
circuito sea lo más pequeña posible.
3.4.2. Medida de la intensidad
La intensidad
se mide con un aparato llamado amperímetro (puedes ver su símbolo a la
derecha), aunque habitualmente se utiliza un polímetro, un aparato de medida
que puede realizar medidas de diferentes magnitudes eléctricas.
MEDIDA DE LA
INTENSIDAD ELÉCTRICA EN CORRIENTE CONTINUA
PRECAUCIÓN: En esta miniunidad se explica cómo
medir la intensidad de circuitos de corriente continua alimentados por pilas o
pequeñas baterías de corriente continua. No intentes medir la intensidad de
circuitos conectados a un enchufe sin la presencia del profesor, tiene una
tensión muy elevada (230 V), que es peligrosa.
OTRA PRECAUCIÓN: Nunca debes conectar un amperímetro
(en nuestro caso un polímetro con el selector puesto para medir intensidad)
directamente a un generador, se produciría un cortocircuito que, como poco,
dañaría el fusible del polímetro y éste dejaría de funcionar.
En este
ejemplo mediremos la intensidad de la corriente que circula por un circuito
formado por una pila de petaca y una pequeña bombilla de linterna. Para ello
utilizaremos un polímetro.
1. De la misma manera que existen básculas de distintos tamaños
–pequeñas para bebés, medianas para adultos, grandes para camiones- los
amperímetros disponen de escalas de medida diferentes para intensidades más
grandes o más pequeñas.
Gira el
selector del polímetro hasta una posición para medida de intensidad en
corriente continua. Suelen venir marcadas con las siglas DCA. Si no tienes una
idea del valor de intensidad que vas a medir, selecciona la escala más alta, la
de 10 A, aunque normalmente no nos será útil y deberemos pasar a la de 200m.
2. Para medir la cantidad de agua que atraviesa una tubería –su
caudal- hace falta un contador de agua: cortamos la tubería y lo insertamos.
Así nos medirá la corriente de agua que circula por la tubería. La corriente
eléctrica que atraviesa un circuito se puede medir de forma similar: abrimos el
circuito, insertamos un amperímetro –un contador de corriente eléctrica- y nos medirá
la intensidad que lo atraviesa.
3. Introduce las sondas en las conexiones: La negra en COM (de
común) y la roja en mA (medida de baja intensidad). Debes conectar el polímetro
en serie en el punto donde quieras medir la intensidad: abre el circuito e insértalo ahí, de forma que la corriente que quieres medir
lo atraviese.
4. Observa la pantalla. Si marca cero (uno o varios) significa
que has elegido una escala demasiado grande, cambia el selector a la siguiente
escala más pequeña. Si sigue marcando cero o un valor muy pequeño, vuelve a cambiar. Si siempre marca 0, puede que las
sondas no estén bien conectadas o se haya fundido el fusible del polímetro.
5. A veces en la pantalla aparece una l minúscula: l de ‘large’,
‘grande’ en inglés. Significa que la intensidad que estás intentando medir es
demasiado grande para esta escala. Es necesario cambiar el selector a una
posición mayor.
6. Para obtener una medida precisa, debes conseguir que aparezca
en la pantalla el número más significativo posible, con ningún cero a la
izquierda, o, en su defecto, con el menor número posible de ceros a la
izquierda.
7. Por último, debes añadir las unidades al número que aparece
en la pantalla. Si tienes el selector en la posición 20m o 200m, la medida irá
en miliamperios (mA): 75 mA. Si está en 200µ o 2 000µ, la medida será 75 µA (microamperios).
4. LA LEY DE OHM
4.1. ¿Cómo calcular la intensidad de la corriente?
Cuando
conectamos un receptor a un generador, como una resistencia a una pila, circula
corriente eléctrica que atraviesa el receptor. Pero, ¿cómo podemos calcular
cuál será la intensidad de la corriente que circulará, sin tener que utilizar
instrumentos de medida? A continuación veremos cómo se puede hacer utilizando
la Ley de Ohm.
4.2. Antes de seguir con la Ley de Ohm...
Antes de ver en qué
consiste la Ley de Ohm, vamos a ver dos experimentos simulados que nos ayudarán
a entender mejor la teoría. En los experimentos utilizaremos un circuito
formado por una pila y una resistencia.
4.3. Al aumentar
la tensión, aumenta la intensidad
Qué pasa si
modificamos la tensión que aplicamos a un circuito:
- Si la pila tiene
una tensión de 0 V los electrones no tienen energía
para circular, no hay corriente
eléctrica.
- Si la pila tiene una
tensión baja, los electrones tienen poca energía para circular, sólo unos pocos
pueden atravesar el circuito. La intensidad de la corriente es pequeña.
- Si la pila tiene una tensión elevada, los electrones disponen
de mucha energía para circular y muchos pueden atravesar el circuito. La
intensidad de la corriente es grande.
4.4. Al aumentar la resistencia, disminuye la intensidad
Qué pasa si
modificamos la resistencia del circuito:
- Si la resistencia del
circuito es extremadamente grande, infinita en teoría, los electrones no pueden
atravesarlo. No circula corriente eléctrica.
- Si la resistencia del
circuito es elevada, pocos electrones pueden atravesarlo. La intensidad de la
corriente eléctrica que circula es pequeña.
- Si la resistencia del circuito es baja, pueden atravesarlo
muchos electrones. La intensidad de la corriente eléctrica que circula es grande.
- Si el circuito no tiene
resistencia, o ésta es extremadamente baja, se produce lo que se llama un
cortocircuito. Esto quiere decir que la cantidad de electrones que circulan es
tan grande que pueden quemar el circuito o, si el generador es una pila o una
batería, descargarlo en muy poco tiempo.
4.5. La Ley de Ohm
Experimentos similares a los que
hemos visto fueron llevados a cabo en el siglo XIX por el físico y matemático
alemán Georg Simon Ohm.
Este
científico descubrió que:
- Al aumentar la tensión de
un circuito circula más corriente por él.
- Al aumentar la resistencia
de un circuito circula menos corriente por él. Basándose en estos
descubrimientos, enunció la ley que lleva su
nombre:
LEY DE OHM: La intensidad de la corriente que circula
por un circuito cerrado es directamente proporcional a la tensión que se le
aplica e inversamente proporcional a su resistencia eléctrica.
La Ley de Ohm se expresa
matemáticamente con la siguiente ecuación: I = V / R, donde I es la intensidad
de la corriente eléctrica (amperios – A), V la tensión (voltios – V) y R la
resistencia (ohmios – Ω).
4.6. Tres ecuaciones iguales
La ley de Ohm
relaciona la intensidad, la tensión y la resistencia de un circuito. No sólo
sirve para calcular la intensidad de la corriente eléctrica, si conocemos dos
de los tres parámetros podemos encontrar fácilmente el otro, sólo es necesario
despejar la ecuación.
4.7. El triángulo de la Ley de Ohm
Existe una
manera muy sencilla de recordar las
tres ecuaciones anteriores: el triángulo de la
ley de Ohm (a la derecha). Tapando con el dedo la magnitud que nos
interesa conocer (intensidad, tensión o resistencia), obtenemos
rápidamente la ecuación
que debemos aplicar.
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