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Galvani demostró en 1790 que el contacto de dos metales diferentes produce contracciones en los músculos de una rana. El físico italiano Alejandro Volta atribuyó este efecto a la electricidad engendrada por el contacto de los dos metales, lo que le condujo, en 1800, al descubrimiento de su pila. Este dispositivo permitió a Nicholson y Carlisle descomponer el agua también en ese mismo año.
En 1801, Thenard demostró que la corriente eléctrica puede provocar la incandescencia de un hilo metálico. En 1807 Davy aisló por electrólisis los metales alcalinos y descubrió el arco eléctrico.
Para impedir el inconveniente de la polarización de las pilas se recurrió al despolarizador (Grove 1839, Leclanché 1867) o a las pilas de dos líquidos (Becquerel 1829, Daniell 1836).
Ohm enunció su ley en 1827. R. Kohlraush definió la resistividad, Kirchhoff estudió el reparto de las corrientes en un circuito.
Faraday dio en 1833 las leyes cuantitativas de la electrólisis y Joule estudió los efectos térmicos de las corrientes.
Los acumuladores se deben a Planté (1859) el horno eléctrico a Moissan y la lámpara incandescente con filamento de carbono a Edison (1879)
En un electrolito la corriente se debe a un desplazamiento de iones. En un sólido conductor la corriente se debe a un desplazamiento de electrones (e-). Si la carga Q atraviesa el conductor durante un tiempo t, la intensidad de la corriente I es:
La cantidad de carga del electrón es muy pequeña. Una unidad de carga utilizada es el Culombio (C), que es mucho más grande que la carga de un electrón.
1 C =6.280.000.000.000.000.000 e- = 6.28 x 1018 e-
Si observamos el siguiente circuito tenemos que la corriente es la cantidad de carga que atraviesa la lámpara por unidad de tiempo.
Si la carga que pasa por la lámpara es de 1 culombio en un segundo, la corriente se dice que es de 1 amperio
La corriente eléctrica se mide en amperios (A) y para circuitos electrónicos generalmente se utiliza el miliAmperio (mA) o el microAmperio (μA).
1 mA (miliamperio) = 0.001 A (Amperios)
1 μA (microAmperio) = 0,000001 A (Amperios)
La resistencia es la oposición que presenta un cuerpo al paso de la corriente eléctrica.
Para lograr que una lámpara como la de la figura se encienda, debe circular por los cables a los cuales está conectada, una corriente eléctrica
Para que esta corriente circule por los cables debe existir una fuerza, denominada fuerza electromotriz, en este caso la batería que mantenga la circulación de los electrones en el circuito.
La corriente eléctrica es el resultado del flujo de electrones (que tienen carga negativa) por un conductor, y van del terminal negativo al terminal positivo de la batería. No obstante cuando se habla del sentido de circulación de la corriente eléctrica (sentido convencional) se dice que va de positivo a negativo.
Una batería o pila es una fuente de tensión. La unidad de la tensión es el voltio.
Símbolo de la batería:
Las fuentes de tensión pueden tener en su salida un valor fijo como es el caso de las pilas, por ejemplo 1,5 voltios, 4,5 voltios o 9 voltios. También existen las llamadas fuentes de alimentación, que pueden ser fijas o variables, y que son dispositivos que, normalmente conectados a la red eléctrica, proporcionan una tensión continua para alimentar diversos dispositivos.
La forma más fácil de entender el significado de una tensión es haciendo una analogía con un fenómeno cotidiano.
Si comparamos el flujo de la corriente continua con el flujo de la corriente de agua de un río y a la tensión con la altura de una catarata (caída de agua), se puede entender a que se refiere el término tensión (diferencia de potencial), si decimos que equivaldría a la diferencia de altura de la caída de agua.
Para terminar de entender esto podemos considerar varios casos:
Si V es la tensión en los bornes de una resistencia R atravesada por una corriente I, la ley de Ohm afirma que:
La potencia que disipa la resistencia es:
La corriente continua (cc en forma abreviada), es aquella que no cambia de magnitud ni de dirección en el tiempo.
La diferencia de la corriente alterna con la corriente continua, es que la continua es constante y circula en un sólo sentido. La corriente alterna circula durante un tiempo en un sentido y después en sentido opuesto. Si este cambio es periódico vuelve a repetirse el mismo proceso en forma constante. Además si el cambio del valor de la corriente tiene forma sinusoidal, estamos ante una corriente alterna senoidal.
Este tipo de corriente es la que nos llega a nuestras casas a través de la red eléctrica y el que se utiliza en radiodifusión.
En el gráfico se muestra la tensión (que es también alterna como la corriente) de manera que tenemos que la magnitud de ésta primero aumenta en un sentido y luego disminuye, para después hacer lo mismo pero cambiando la polaridad.
Analizando el gráfico anterior, se ve que la onda senoidal es periódica (se repite la misma forma de onda continuamente) y simétrica con respecto al eje del tiempo.
Si se toma un período de ésta (un ciclo completo), se dice que tiene una distancia angular de 360º.
En una corriente senoidal como la del gráfico la tensión varía continuamente, y para saber su valor en cada momento dentro de un ciclo completo utilizamos la fórmula:
Donde:
Para cada distancia angular el valor de tensión es diferente, siendo en algunos casos positivo y en otros negativo (cuando se invierte su polaridad.)
Frecuencia:(f) Si se pudieran contar cuantos ciclos completos se repiten en un segundo tendríamos la frecuencia de la señal. Se mide en ciclos / segundo, o Hercios.
Periodo:(T) Es el tiempo necesario para que un ciclo se repita. El periodo y la frecuencia están relacionados:
Tensión máxima: (Vmax) Es la máxima tensión que aparece en la señal. Podemos considerar que existen dos, la máxima positiva y la máxima negativa. También podemos denominarla tensión de pico (Vp), existiendo entonces Vp+ y Vp-.
Tensión pico a pico:(Vpp) Analizando el gráfico se ve que hay una tensión máxima positiva y otra máxima negativa. La diferencia entre estas dos tensiones es la llamada tensión pico-pico (Vpp) y en una señal simétrica es igual al doble del la tensión de pico (Vp).
Tensión eficaz:(Vef o Vrms) Se puede obtener la tensión equivalente en corriente continua (Vrms) de una corriente alterna, esto es, que es capaz de tener el mismo efecto en una resistencia.
Este valor de tensión es el que obtenemos cuando utilizamos un voltímetro de corriente alterna y al medir la corriente de la red aparece un valor de 220 voltios.
Despejando Vmax, y sabiendo que la frecuencia de la red es de 50 Hz, resulta que, 100 veces por segundo, la tensión en una toma de red llega a alcanzar un valor máximo de 311 voltios.
Intensidas eficaz:(Ief) La intensidad eficaz es:
Continuará ...
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