Es fundamental entender los conceptos y fundamentos eléctricos básicos,
esto nos ofrecerá bases para la comprensión e interpretación de proyectos
eléctricos de todos los niveles, igualmente dará respuesta a muchas
incógnitas y problemas que surgirán a medida que avancemos en los proyectos.
Las magnitudes eléctricas básicas son en general, Voltaje, tensión o Diferencia de Potencial, Corriente, Resistencia y Potencia, pero existen otra que quizás solemos usar con poca frecuencia las cuales no dejan de ser importantes. A continuación se detallan algunas de ellas.
En esta ocasión estaremos haciendo un repaso teórico de las primeras tres magnitudes eléctricas mencionadas en la tabla (Voltaje, Intensidad de Corriente y Resistencia) estas son de suma importancia para comprender el funcionamiento de los circuitos eléctricos y electrónicos.
Tensión o Voltaje
También conocido como tensión o diferencia de potencial, es la magnitud física que, en un circuito eléctrico, impulsa los electrones a lo largo del conductor. Es decir conduce la energía eléctrica con mayor o menor potencia. En otra palabras el voltaje es el trabajo por unidad de carga ejercido por el campo eléctrico sobre una partícula, para que esta se mueva de un lugar a otro.
El voltio es la unidad de medida del voltaje y se representa con la
letra V mayúscula. Cuando se habla de grandes cantidades de voltaje (múltiplos)
se emplea el termino Kilovoltio, que se abrevia kV y es igual a 1.000 V. Por
otra parte, cuando se habla de cantidades muy pequeñas de voltaje (submúltiplos)
se emplea el termino milivoltio que se abrevia mV y representa 0.001 V, es
decir un milivoltio es igual a una milésima de voltio. Cabe destacar que
en formulas eléctricas o diagramas se usa para representar el
generador de voltaje, tensión ó la diferencia de potencial la inicial
"E"
La electricidad se genera a un determinado voltaje, este es elevado por medio de transformadores para reducir pérdidas y es transportado a largas distancias hasta llegar a los centros de consumo (ciudades, fábricas), donde nuevamente la tensión es reducida según su uso. Según las instalaciones podemos tener:
Alta Tensión: Mayor a 34,5 kV, se emplea para transportar energía a grandes distancias, desde los centros de generación hasta las subestaciones de transformación. Es común encontrar altas torres sujetando gruesos cables que cuelgan de grandes aisladores.
Media Tensión: Se emplea para transportar tensiones de 1 kV hasta 34,5 kV desde las subestaciones hasta los transformadores de baja tensión, para suministrar la corriente eléctrica a los centros de consumo.
Baja Tensión: Tensiones inferiores a 1 kV, que se reduce más para usar la energía eléctrica en la industria, hogares, alumbrado público etc. En nuestro país el voltaje que llega a nuestros domicilios es de 220 voltios y en la industria puede ser de 220, 380 y 440 voltios, dependiendo del trabajo y de las características de los equipos a poner en funcionamiento.
Intensidad de Corriente
Es la cantidad de carga eléctrica que recorre un conductor eléctrico por
unidad de tiempo. La unidad de medida es el amperio (A), que permite conocer la
cantidad de corriente que circula por los diferentes circuitos eléctricos
implementados en la industria o redes eléctricas domiciliarias. Los
submúltiplos (mA o miliamperios) se emplean, por lo general, para medir
corrientes de poca intensidad con las que trabajan los circuitos
electrónicos.
La
intensidad del flujo de los electrones de una corriente eléctrica que circula
por un circuito cerrado depende fundamentalmente de la tensión o voltaje (V)
que se aplique y de la resistencia (R) medida en ohmios que ofrezca la carga o
dispositivo conectado al circuito.
¿Qué tipos de
corrientes eléctricas existen?
Hay que tener en cuenta que la corriente
eléctrica transporta una carga eléctrica por medio del movimiento de los
electrones a través de lo que se conoce como "material
conductor". De esta forma, el sentido siempre apunta en
la dirección que va del campo positivo al negativo, es decir, del mayor hasta
el de menor potencial eléctrico. A partir de ese principio, se crea una
corriente eléctrica que puede ser de varios tipos.
Corriente Continua (CC)
Es conocida también como "corriente directa" y se caracteriza por mantener la carga de voltaje constantemente, de forma que puede ser negativa o positiva. Este tipo de electricidad es la que se produce en la actualidad a través de paneles solares, antes de transformarse en corriente alterna para uso en nuestra casa, o del distribuidor cuando atraviesa sus infraestructuras. Aunque fue el estándar inicialmente utilizado por las primeras ciudades en ofrecer una distribución centralizada de suministro eléctrico, con el paso de los años fue decayendo al presentar mayores pérdidas en la transmisión a largas distancias que, por ejemplo, la corriente alterna (CA).
Corriente Alterna (CA)
Sin embargo, y a diferencia de la CC,
este tipo de corriente es capaz de cambiar la polaridad de su voltaje,
alcanzando máximos negativos y positivos para dibujar un gráfico de onda que
llega a ocurrir 50 ó 60 veces por segundo. A esto se le conoce con el nombre de
"frecuencia" y se mide en hercios (Hz), un valor que depende del país
y que llegó a condicionar, por ejemplo, los estándares televisivos durante
muchos años: NTSC y Pal, por ejemplo.
La razón de que la CA se convirtió en la preferida por los distribuidores de todo el mundo fue por su facilidad para modificar ese voltaje de la corriente que permite a través de un transformador, modificar su intensidad dependiendo del uso que vaya a darse: por ejemplo, elevar la tensión para transportarla en largas distancias a través de líneas de alta tensión, o reducir esa intensidad para hacerla llegar hasta los hogares, empresas, comercios, etc. Su menor coste de instalación también está detrás del éxito que la convirtió en el sistema de distribución más popular en todo el mundo.
En
una instalación eléctrica cualquier equipo o dispositivo conectado representa
una resistencia u obstáculo para la circulación de la corriente eléctrica,
también los conductores se comportan como una resistencia. La resistencia es la
mayor o menor dificultad que opone un material al paso de la corriente
eléctrica, dependiendo de las características del material, longitud y de la
sección. La resistencia se representa por la letra R y su símbolo es la
letra griega omega (Ω).
La resistencia eléctrica varía por la sección del conductor:
• Cuanto mayor es la
sección del conductor, la resistencia disminuye.
• Cuanto menor es la
sección, la resistencia aumenta.
Variación de la resistencia por la longitud del conductor:
• Cuanto más largo es
el conductor, la resistencia aumenta.
• Cuanto menor
es el conductor, la resistencia disminuye.
Muchos componentes, tales como los elementos de calentadores, cocinas eléctricas etc, tienen un valor de resistencia fijo. Estos valores se imprimen a menudo en las placas de identificación de los componentes o en los manuales de referencia.
Cuando se indica una tolerancia, el valor de resistencia debe encontrarse dentro de la gama de la resistencia especificada. Cualquier cambio significativo en un valor de resistencia fijo generalmente indica un problema. La "resistencia" puede parecer negativa, pero en la electricidad puede usarse beneficiosamente.
Ejemplos:
la corriente debe luchar para fluir a través de las bobinas pequeñas de una
tostadora, lo suficiente como para generar el calor que tuesta el pan. Las
bombillas incandescentes fuerzan la corriente para que fluya a través
de filamentos muy delgados y generen luz.
La
resistencia no puede medirse en un circuito en funcionamiento. Por
consiguiente, a menudo
determinamos la resistencia midiendo la tensión, la corriente y aplicamos la
ley de Ohm.
