Definición de circuito eléctrico

1. Sistema de conductores empalmados por el que pasa una corriente eléctrica. Consta de una serie ininterrumpida de conductores en estado sólido, líquido o gaseoso, así como del medio preciso para producir la «presión» necesaria ó potencial, que se denomina fuerza electromotriz (f.e.m.). Puede ser un generador o una batería, que faciliten la corriente.
   
   
   Con fines didácticos puede compararse un circuito eléctrico con un sistema de bombeo de agua. El generador o medio utilizado para producir el potencial (presión necesaria para enviar la corriente) está representado por la bomba hidráulica. Cuando se abre la válvula, la presión obliga al agua a fluir a través del circuito. De la misma forma, cuando el enchufe eléctrico (válvula) está conectado, la fuerza electromotriz (presión) del generador impulsa la corriente eléctrica (agua) a través del circuito. La resistencia que opone al flujo del agua un radiador de calefacción, tiene su correlativo en las resistencias de las luces eléctricas, hornillos y planchas. Cada decímetro de tubería opone al flujo del agua una resistencia que disminuye al aumentar la sección de la tubería. Por otra parte, un radiador opone a la corriente de agua una resistencia mayor que una tubería. De idéntica forma, la resistencia que presentan los cables al flujo de la corriente es mínima en comparación con la que presentan las bombillas o aparatos eléctricos. Aquélla, por tanto, no se tiene en cuenta en los cálculos del circuito, en tanto que las resistencias de un aparato eléctrico son un factor importante de los mismos.
   
   
   Por un circuito pueden circular dos clases de corriente: continua y alterna. El circuito básico es idéntico para los dos tipos; sin embargo, las leyes y factores que gobiernan los cálculos del circuito son ligeramente diferentes.
   
   Corriente continua es la que fluye en el mismo sentido en todo momento; por ejemplo, la que suministra una batería. Corriente alterna es la que comprende una serie de cambios completos en la dirección de la corriente entre los llamados potencial negativo y positivo. Cada cambio completo de potencial de un valor positivo a otro negativo se llama ciclo. Así, si en un segundo se producen 60 de tales cambios, la frecuencia de la corriente es de 60 ciclos.
   
   Las corriente continua y alterna se indican con las abreviaturas c.c. y c.a. respectivamente; c.a., o sea, la corriente alterna es la más fácil de generar y la más conveniente para su envío a grandes distancias por cable. Sin embargo, como las baterías eran la principal fuente de suministro de energía cuando se iniciaron los estudios sobre la electricidad, la mayor parte de los cálculos están basados en la corriente continua.
   
   A pesar de ello, la corriente que se obtiene en un circuito durante el proceso de generación, es corriente alterna. Antiguamente esta corriente se transformaba en c.c., forma que podía utilizarse y medirse por medio de conmutadores aplicados directamente al rotor del generador. Incluso hoy día, y a fines de cálculo, no se tiene en cuenta si la corriente de un circuito es continua o alterna; todos los factores se consideran en un solo instante y todos los cálculos se verifican como si el circuito fuera de c.a. en todo momento. Esto es factible porque en el instante considerado para una corriente alterna, toda la corriente fluye en la misma dirección, al igual que ocurre en el caso de un circuito de corriente continua.
   
   
   En los cálculos referentes a circuitos de corriente alterna aparece un nuevo factor, el llamado ángulo de fase, que constituye la diferencia esencial entre los circuitos de corriente alterna y continua y que introduce la funciones matemáticas de la trigonometría en los cálculos de c.a., además de las simples fórmulas algebraicas de los cálculos del circuito de corriente continua.
   
   Son tres los elementos básicos de un circuito eléctrico: potencial o tensión, intensidad o flujo y resistencia al flujo. La tensión o potencial del generador de potencia, llamada a veces fuerza electromotriz y voltaje, se mide en voltios y se representa en las fórmulas con la letra «E». La intensidad, medida en amperios, se representa en las fórmulas con la letra «I» y la resistencia, medida en ohmios, se representa con la letra «R». En los circuitos de corriente continua el valor «R» es el único valor de resistencia que se considera en los cálculos. Sin embargo, en los circuitos de corriente alterna la propia naturaleza de la corriente introduce tres tipos adicionales de factores de resistencia: 1) autoinducción y resistencia inductiva; 2) carga de almacenamiento o resistencia, de capacitancia; 3) impedancia, que es el valor combinado de las dos resistencias anteriores en circuitos de c.a., correspondiente al de la resistencia en los circuitos de corriente continua.
   
   La autoinducción es un «ahogo» de la corriente que motiva su reducción con respecto al potencial. Produce lo que se conoce como factor de potencia en retardo. Esta resistencia inductiva se origina principalmente en las partes del circuito en que existen arrollamientos del cable, tales como transformadores y motores. También se debe al efecto que se produce entre cables que corran paralelos a lo largo de distancias considerables del mismo circuito eléctrico. La inductancia se mide en henrios y se representa en las fórmulas con la letra «L».
   
   Capacidad es la propiedad de almacenar carga, que origina la resistencia de capacitancia o capacidad en el circuito de corriente alterna. Cuando la corriente alterna alcanza un máximo de potencial en una dirección almacena carga como en un condensador. Después, tan pronto como la corriente cae del máximo y comienza a alternar, la carga queda libre. El resultado es que la capacitancia en el circuito de corriente alterna hace que la corriente «dirija» al potencial, produciendo lo que se conoce por factor de potencia en servicio. La capacitancia se origina principalmente en los condensadores eléctricos, muchos de los cuales están construidos especialmente para estos fines.
   
   Estos condensadores consisten generalmente en hojas de papel de estaño, separadas por un material dieléctrico, como por ejemplo papel parafinado. En los circuitos eléctricos, los condensadores se utilizan sobre todo para disminuir los efectos de la inductancia, que no puede evitarse en un circuito, a fin de aproximarlo en todo lo posible a un circuito equilibrado, en el que sean iguales la capacitancia y la inductancia. Tal condición de equilibrio originaría un circuito con un factor de potencia del 100 %. La capacidad se mide en faradios y se designa por la letra C.
   
   
   En la práctica, no hay circuito eléctrico con aparatos que posean capacitancia o inductancia que no ofrezcan por lo menos una pequeña cantidad de resistencia. Por lo tanto, los circuitos de corriente alterna se forman con dos componentes básicos: la componente activa, que es la suma total de la resistencia pura del circuito, y la componente reactiva, que se representa gráficamente en ángulo recto con la componente activa y es la suma total de la inductancia y capacitancia del circuito. Estas dos componentes se representan vectorialmente en la figura 5d según se dibujan para un circuito determinado preparado para su cálculo por métodos algebraicos y trigonométricos. La impedancia del circuito queda determinada por el vector resultante de la suma de todas las componentes activas y reactivas de un circuito de corriente alterna. Se representa en las fórmulas con la letra «Z» y equivale al valor de la «resistencia» en los circuitos de corriente continua.
   
   
   Hay varias leyes que rigen los circuitos eléctricos. La fundamental es la Ley de Ohm, que estudia el circuito eléctrico más simple en el cual se basan todos los demás. Otras leyes son las de Kirchhoff y las Leyes de Ohm de resistencias en paralelo y en serie. Otros principios básicos comprenden la fórmula de Watt para la potencia consumida por un circuito eléctrico, las reglas de superconductividad de Onnes, etcétera.
   
   • Ley De Ohm: Establece que la corriente de un circuito es directamente proporcional a la fuerza electromotriz (f.e.m.) que mantiene la corriente. Las bases de esta ley son puramente experimentales. Se ha deducido de la observación de que la corriente de un conductor eléctrico es proporcional a la f.e.m. y de que... Para seguir leyendo ver: Ley De Ohm
   
   • Resistencia Específica O Resistividad: Se tiene en cuenta convenientemente la cuestión de la forma definiendo una cantidad denominada resistividad. Se llama resistividad de un material la resistencia que podría medirse a través de las dos caras opuestas de un cubo unidad de dicho material. Los materiales pueden dividirse, en general, en ... Para seguir leyendo ver: Resistencia Específica O Resistividad
   
   • Leyes De Kirchhoff: Las magnitudes de la corriente y de la f.e.m. en un circuito de corriente y en sus distintas ramas pueden determinarse por las dos leyes fundamentales de Kirchhoff. La primera de ellas establece que en cualquier punto del circuito la electricidad no puede aparecer, desaparecer o acumularse en carga ... Para seguir leyendo ver: Leyes De Kirchhoff
   
   • Resistencias En Serie Y En Paralelo: Cuando un circuito está formado por varios conductores empalmados en línea de modo que toda la corriente fluya a través de cada uno de ellos, se dice que los conductores están conectados en serie. La aplicación de la ley de Ohm nos indica que la fuerza electromotriz total consumida en el conductor e... Para seguir leyendo ver: Resistencias En Serie Y En Paralelo
   
   • Fórmula De La Potencia, De Watt: Es fundamental para calcular la energía consumida en un circuito eléctrico. La potencia eléctrica consumida por un circuito se mide en vatios, al igual que la energía mecánica se mide en caballos. Utilizando la analogía hidráulica, la potencia hidráulica de la bomba y del sistema de tuberías en kilo... Para seguir leyendo ver: Fórmula De La Potencia, De Watt
   
   • Resistencia Interna: Afecta principalmente a los circuitos que utilizan baterías como fuentes de energía, porque las pilas presentan una resistencia interna al flujo de la corriente, con lo cual la f.e.m. disminuye al atravesar una pila o batería. Si indicamos la resistencia interna por r y la resistencia total del circ... Para seguir leyendo ver: Resistencia Interna
   
   
   Caídas de tensión en la línea. Se ha demostrado en los párrafos anteriores que la tensión final de las pilas de una batería es menor que la f.e.m. real de la pila debido al potencial que se pierde para vencer la resistencia interna de la batería. Por esto, además de la resistencia externa convencional del circuito exterior, debe tenerse en cuenta el gasto de «envío». Si la corriente se utiliza a una distancia considerable del generador o de la fuente de potencia, la tensión en el extremo útil es siempre menor que la del generador. La diferencia entre ambos valores se llama «caída de corriente». Esta caída de tensión en la línea es igual a la intensidad multiplicada por la resistencia de la línea (IR).
   
   • Fuerza Contraelectromotriz: Cuando un conductor líquido se está descomponiendo, aparece generalmente una f.e.m. de dirección contraria u opuesta en la pila de descomposición; o, cuando un motor eléctrico es accionado por la corriente, se produce una f.e.m. opuesta similar. En tales casos, la f.e.m., activa o efectiva, es la di... Para seguir leyendo ver: Fuerza Contraelectromotriz
   
   • Representación De La Curva De La Corriente Alterna: Como se indica en los párrafos anteriores, la corriente alterna es una corriente eléctrica que varía periódicamente, cambiando su dirección normalmente muchas veces por segundo. El carácter de tal corriente se puede representar gráficamente midiendo su magnitud sobre un eje vertical y el tiempo sobr... Para seguir leyendo ver: Representación De La Curva De La Corriente Alterna
   
   • Medición De La Corriente Alterna: Una corriente alterna con un valor máximo de un amperio no es tan efectiva como una corriente continua de un amperio. Al medir la corriente alterna, el sistema más conveniente es aquél en el que un amperio de corriente alterna producirá el mismo calor en una resistencia que el que causaría un amperi... Para seguir leyendo ver: Medición De La Corriente Alterna

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