¿Qué es la Electricidad?
La electricidad es un conjunto de fenómenos físicos que se producen cuando existe un movimiento de los electrones de los átomos que forman cualquier tipo de materia. Los fenómenos físicos que produce pueden ser luz (bombilla), calor (radiador eléctrico), movimiento (motores), etc. Luego veremos estos fenómenos.
Es decir cuando se mueven los electrones de los átomos de un material (cobre, aluminio, etc.) se produce la electricidad. Este movimiento de electrones se conoce como corriente eléctrica.
Este movimiento de los electrones puede ser causado de forma natural, un rayo por ejemplo, o pueden ser causados por el hombre (artificial), por ejemplo una dinamo que produce corriente eléctrica.Si conseguimos mover electrones a través de un conductor (cable) o receptor (por ejemplo un motor, bombilla, etc.) hemos conseguido generar electricidad. Pero expliquemos un poco mejor todo esto y luego veremos como podemos conseguir generar electricidad.
Para hablar de la electricidad debemos conocer el átomo. Esto no esun curso de química, por eso explicaremos solo lo necesario para entender la electricidad, sin profundizar demasiado, lo justo para entenderlo.
La materia o cualquier material está formado por partículas muy pequeñas (no se ven a simple vista) llamadas átomos.
El átomo está formado por un núcleo en cuyo interior se encuentran otras partículas, aún más pequeñas, llamadas protones y neutrones. Los protones tienen carga eléctrica positiva y los neutrones solo tienen masa pero no tienen carga eléctrica.Pero lo que realmente nos importa para la electricidad son los electrones. Son partículas con carga eléctrica negativa que están girando alrededor del núcleo del átomo. Recuerda, tenemos que moverlos.
El átomo, en estado neutro, tiene el mismo número de protones que de electrones, como los dos tienen la misma carga pero uno + y el otro negativa, el cómputo global de su carga es cero, es decir el átomo no tiene carga eléctrica en estado natural.
Recuerda:
1 electrón tiene una carga eléctrica negativa (-).
1 protón tiene carga eléctrica positiva (+).
Pero los electrones podemos arrancarlos del átomo al que pertenecen y moverlos a otro átomoque esté a su lado, es decir podemos "mover electrones", o lo que es lo mismo generar electricidad.
Date cuenta que si quitamos un electrón (abreviatura e-) a un átomo, este átomo quedará con carga positiva porque ahora tiene un protón más que el número de electrones. Si este electrón se lo damos a otro átomo que esté a su lado, este átomo quedará cargado con carga negativa, ya que tendrá un e- de más. Veamos esto con un ejemplo:
Imagina dos átomo (átomo 1 y 2) de un material con 5 protones y 5 neutrones. Inicialmente la carga de cada átomo es 0.
5 electrones = 5 cargas negativas (-)
5 protones = 5 cargas positivas (+)
Ahora si le robamos un electrón al átomo 1 para dárselo al átomo 2. ¿Qué pasará?
Átomo 1 = 4 electrones = 4 cargas negativas y 5 protones = 5 cargas positivas.
Átomo 1 = -4 + 5 = +1 ; este átomo se queda con carga eléctrica positiva.
Átomo 2 = 6 electrones = 6 cargas negativas y 5 protones = 5 cargas positivas;
Átomo 2 = -6 + 5 = -1; este átomo ahora tendrá carga negativa.
Conclusión:
Átomo que le robamos electrones = queda con carga positiva.Átomo que le cedemos el electrón robado = queda con carga negativa.
Si te fijas, los átomos a los que les quitamos o les ponemos un e- ahora sí que tienen carga eléctrica. Pero insistimos, lo que nos interesa es que los e- se muevan a través de los átomos de un material, de un átomo a otro, por ejemplo electrones moviéndose a través de los átomos de un cable o conductor, ya que es la forma de generar electricidad.
Hemos ampliado millones de veces los átomos de un material, por ejemplo cobre, nos quedamos con 3 y mira lo que hacemos.
Cada átomo tiene 6 e- con carga negativa y 6 protones en el núcleo con carga positiva.Quitamos un e- al primero y se lo pasamos al segundo. Automáticamente el primer átomo queda con carga positiva y el segundo queda con carga negativa.
Ahora movemos el e- al tercer átomo y así sucesivamente.
Si te das cuenta, cuando robamos un e- al átomo, este se queda con un "hueco" vacío. Nada más que pueda, rellenará este hueco con otro e- para estar en estado neutro que es como le gusta estar.
Ahora vamos a explicarlo al revés.
Si al tercer átomo le quitamos un e-. ¿Qué hará? Pues le robará el e- al segundo átomo para estar neutro. Este a su vez, el segundo, quedará con un hueco y le robará un e- al primero.
Si esto lo viéramos como en una película, el efecto que veríamos es un movimiento de electrones, de átomo en átomo a través del material. ¡¡¡Eso es la electricidad!!!.
El problema es como robamos ese electrón tan importante para generar electricidad. Más adelante veremos como.
¿Por qué es tan importante todo esto?. Bueno pues resulta que se demostró que cuando circulaba electricidad, recuerda se movían e- por ciertos materiales, se producían efectos muy útiles y beneficiosos para el hombre.
LAS RESISTENCIAS FIJAS
Resistencias fijas: Siempre tienen el mismo valor. Su valor o unidad es el ohmio (Ω) y su valor teórico viene determinado por un código de colores.Si recuerdas la ley de ohm, a mayor resistencia menor intensidad de corriente, por eso se usan para limitar o impedir el paso de la corriente por una zona de un circuito.
El símbolo utilizado para los circuitos, en este caso, pueden ser 2 diferentes, son los siguientes:
Aquí tienes como son las resistencias en la realidad:
Como ves tienen unas barras de colores (código de colores) que sirven para definir el valor de la resistencia en ohmios (Ω). El código para el valor de cada color y mas sobre las resistencias lo tienes en este página: Resistencia Eléctrica.
El primer color indica el primer número del valor de la resistencia, el segundo color el segundo número, y el tercero el numero de ceros a añadir. Cada color tiene asignado un número. Este código es el llamado código de colores de las resistencias. Un ejemplo. Rojo-Rojo-Rojo = 2200Ω (se le añaden dos ceros). Otro Ejemplo el de la siguiente imagen:
El primer color nos dice que tiene un valor de 2, el segundo de 7, es decir 27, y el tercer valor es por 100.000 (o añadirle 5 ceros). La resistencia valdrá 2.700.000 ohmios.
Aquí tienes como son las resistencias en la realidad:
Como ves tienen unas barras de colores (código de colores) que sirven para definir el valor de la resistencia en ohmios (Ω). El código para el valor de cada color y mas sobre las resistencias lo tienes en este página: Resistencia Eléctrica.
El primer color indica el primer número del valor de la resistencia, el segundo color el segundo número, y el tercero el numero de ceros a añadir. Cada color tiene asignado un número. Este código es el llamado código de colores de las resistencias. Un ejemplo. Rojo-Rojo-Rojo = 2200Ω (se le añaden dos ceros). Otro Ejemplo el de la siguiente imagen:
El primer color nos dice que tiene un valor de 2, el segundo de 7, es decir 27, y el tercer valor es por 100.000 (o añadirle 5 ceros). La resistencia valdrá 2.700.000 ohmios.
POTENCIOMETRO O RESISTENCIA VARIABLE
Son resistencias variables mecánicamente (manualmente). Los valores de la resistencia del potenciómetro varían desde 0Ω, el valor mínimo y un máximo, que depende del potenciómetro. Los potenciómetros tienen 3 terminales.OJO La conexión de los terminales exteriores (los extremos) hace que funcione como una resistencia fija con un valor igual al máximo que puede alcanzar el potenciómetro.
El terminal del medio con el de un extremo hace que funcione como variable al hacer girar una pequeña ruleta. Aquí vemos 2 tipos diferentes, pero que funcionan de la misma forma:
Cualquier símbolo electrónico que tenga una flecha cruzándole significa que es variable. En este caso, una resistencia variable o potenciómetro sería:
Para Saber más sobre el potenciómetro te recomendamos este enlace: Potenciómetro.
Suelen ser utilizados como sensores de luz ambiental o como una fotocélula que activa un determinado proceso en ausencia o presencia de luz.
Cualquier símbolo que tenga flechas dirigidas hacia el símbolo, significa que cambia al actuar la luz sobre el. Su símbolo es:
Para saber más sobre la LDR y ver un circuito de aplicación, el siguiente enlace: LDR.
Son resistencias que varían su valor en función de la temperatura que alcanzan. Hay dos tipos: la NTC y la PTC.
Cualquier símbolo electrónico que tenga una flecha cruzándole significa que es variable. En este caso, una resistencia variable o potenciómetro sería:
Para Saber más sobre el potenciómetro te recomendamos este enlace: Potenciómetro.
LA LDR O RESISTENCIA VARIABLE CON LA LUZ
Resistencia que varía al incidir sobre ella el nivel de luz. Normalmente su resistencia disminuye al aumentar la luz sobre ella.Suelen ser utilizados como sensores de luz ambiental o como una fotocélula que activa un determinado proceso en ausencia o presencia de luz.
Cualquier símbolo que tenga flechas dirigidas hacia el símbolo, significa que cambia al actuar la luz sobre el. Su símbolo es:
Para saber más sobre la LDR y ver un circuito de aplicación, el siguiente enlace: LDR.
EL TERMISTOR
Son resistencias que varían su valor en función de la temperatura que alcanzan. Hay dos tipos: la NTC y la PTC.
NTC :
Aumenta el valor de su resistencia al disminuir la temperatura (negativo).
Aumenta el valor de su resistencia al aumentar la temperatura (positivo).
Los símbolos son:
Un varistor es un componente electrónico que modifica su resistencia eléctrica en función de la tensión que se aplica en sus extremos o patillas. También se suele llamar por su abreviatura VDR (Voltaje Dependent Resistor). El tipo más común de varistor de oxido metálico (MOV). Un MOV contiene una masa cerámica de granos de óxido de zinc, en una matriz de otros óxidos metálicos (como pequeñas cantidades de bismuto, cobalto, manganeso) intercalados entre dos placas de metal (los electrodos). Se suele itulizar para proteger los componentes de un circuito contra sobretensiónes. Para saber más visita la página: Varistor.
En el diodo real viene indicado con una franja gris la conexión para que el diodo conduzca. De ánodo a cátodo conduce. De cátodo a ánodo no conduce.
El símbolo del diodo es el siguiente:
Veamos como funcionaría en un circuito con un lámpara. Si en la pila la corriente va del polo positivo (Barra larga) al negativo (barra corta) Tenemos que la lámpara:
En el primer caso se dice que está polarizado directamente, la lámpara lucirá.
En el segundo caso está polarizado inversamente (fíjate que cambió la polaridad de la pila), en este caso la lámpara no luce.
Normalmente los diodos se utilizan con LEDs, no con lámparas o bombillas.
Para Saber más sobre el diodo te recomendamos este enlace: Diodo.
La patilla larga nos indica el ánodo. Lucirá cuando la patilla larga este conectada al polo positivo (polarización directa).
Su símbolo para los circuitos es el siguiente:
Para saber más sobre el diodo led te recomendamos este enlace: Diodo Led.
En definitiva, los diodos zener se conectan en polarización inversa y mantiene constante la tensión de salida.
En realidad los diodos zener son como se muestra en la siguiente imagen:
Si quieres saber más sobre el zener visita el siguiente enlace: Diodo Zener.
La cantidad de carga que almacena se mide en faradios (F). Esta unidad es muy grande por lo que suele usarse el microfaradio (10 elevado a -6 faradios) o el picofaradio (10 elevado a -12 faradios).
OJO los condensadores electrolíticos están compuesto de una disolución química corrosiva, y siempre hay que conectarlos con la polaridad correcta. Patilla larga al positivo de la pila o batería.
Su Símbolo es el siguiente, el primero es un condensador normal y el segundo el símbolo de un condensador electrolítico:
PTC:
Aumenta el valor de su resistencia al aumentar la temperatura (positivo).
Los símbolos son:
VDR O VARISTOR RESISTENCIA VARIABLE CON LA TENSIÓN
Un varistor es un componente electrónico que modifica su resistencia eléctrica en función de la tensión que se aplica en sus extremos o patillas. También se suele llamar por su abreviatura VDR (Voltaje Dependent Resistor). El tipo más común de varistor de oxido metálico (MOV). Un MOV contiene una masa cerámica de granos de óxido de zinc, en una matriz de otros óxidos metálicos (como pequeñas cantidades de bismuto, cobalto, manganeso) intercalados entre dos placas de metal (los electrodos). Se suele itulizar para proteger los componentes de un circuito contra sobretensiónes. Para saber más visita la página: Varistor.EL DIODO
Componente electrónico que permite el paso de la corriente eléctrica en una sola dirección (polarización directa). Cuando se polariza inversamente no pasa la corriente por él. En el diodo real viene indicado con una franja gris la conexión para que el diodo conduzca. De ánodo a cátodo conduce. De cátodo a ánodo no conduce.El símbolo del diodo es el siguiente:
Veamos como funcionaría en un circuito con un lámpara. Si en la pila la corriente va del polo positivo (Barra larga) al negativo (barra corta) Tenemos que la lámpara: En el primer caso se dice que está polarizado directamente, la lámpara lucirá.En el segundo caso está polarizado inversamente (fíjate que cambió la polaridad de la pila), en este caso la lámpara no luce.
Normalmente los diodos se utilizan con LEDs, no con lámparas o bombillas.
Para Saber más sobre el diodo te recomendamos este enlace: Diodo.
EL DIODO LED
Diodo que emite luz cuando se polariza directamente (patilla larga al +). Estos diodos funcionan con tensiones menores de 2V por lo que es necesario colocar una resistencia en serie con ellos cuando se conectan directamente a una pila de tensión mayor (por ejemplo de 4V).La patilla larga nos indica el ánodo. Lucirá cuando la patilla larga este conectada al polo positivo (polarización directa).
Su símbolo para los circuitos es el siguiente: Para saber más sobre el diodo led te recomendamos este enlace: Diodo Led.DIODO ZENER
Los diodos zener, zener diodo o simplemente zener, son diodos que están diseñados para mantener un voltaje constante en su terminales, llamado Voltaje o Tensión Zener (Vz) cuando se polarizan inversamente, es decir cuando está el cátodo con una tensión positiva y el ánodo negativa.En definitiva, los diodos zener se conectan en polarización inversa y mantiene constante la tensión de salida.
En realidad los diodos zener son como se muestra en la siguiente imagen: Si quieres saber más sobre el zener visita el siguiente enlace: Diodo Zener.EL CONDENSADOR
Componente que almacena una carga eléctrica, para liberarla posteriormente.La cantidad de carga que almacena se mide en faradios (F). Esta unidad es muy grande por lo que suele usarse el microfaradio (10 elevado a -6 faradios) o el picofaradio (10 elevado a -12 faradios).
OJO los condensadores electrolíticos están compuesto de una disolución química corrosiva, y siempre hay que conectarlos con la polaridad correcta. Patilla larga al positivo de la pila o batería.
Su Símbolo es el siguiente, el primero es un condensador normal y el segundo el símbolo de un condensador electrolítico:
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