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Circuitos eléctricos - qué son y cuáles son sus componentes

Santiago Pardo - 17 Ago 21

Articulo

7 min.

¬ŅQu√© es un circuito el√©trico exactamente? Si est√°s leyendo esto, est√°s usando cientos de ellos.¬† Los circuitos el√©ctricos son una de las bases de la civilizaci√≥n moderna. Sin ellos, no podr√≠amos llevar a cabo gran parte de nuestro d√≠a a d√≠a.

Sin embargo, los circuitos el√©ctricos¬† llegan a ser dif√≠ciles de comprender. Amperes, voltaje o resistencia, son algunos de los t√©rminos que seguramente escuchamos en alg√ļn punto de nuestra formaci√≥n acad√©mica. Pero ¬Ņqu√© significan? Aqu√≠ despejamos todas tus dudas y te contamos qu√© es un circuito el√©ctrico y de qu√© est√° formado.¬†

¬ŅQu√© es la electricidad?¬†

Para entender qué es un circuito eléctrico, primero entendamos qué es la electricidad. 
En t√©rminos simples, la electricidad es la presencia y el flujo de cargas el√©ctricas. Su forma de transmisi√≥n es el flujo de electrones v√≠a un conductor, como pueden ser los cables de cobre. Un conductor es un material a trav√©s del cual puede fluir la electricidad, el calor o el sonido. El conductor m√°s com√ļn que es parte de nuestras vidas es el cobre.

Corriente EléctricaFuente: Pexels

¬ŅQu√© es un circuito el√©ctrico?

Una vez que sabemos qu√© es la electricidad, la siguiente pregunta es: ¬Ņc√≥mo la podemos usar? Un circuito el√©ctrico es donde todo comienza.

Un circuito eléctrico es una interconexión de distintos componentes eléctricos con el propósito de transformar la energía eléctrica (el flujo de electrones) a otro tipo de energía, como puede ser la luz, calor o energía mecánica. 

Todo circuito eléctrico está compuesto de cuatro elementos básicos:

  1. Un ‚Äúcamino‚ÄĚ en el cual puedan fluir los electrones. Es conocido como un conductor y el cobre es el m√°s com√ļn.¬†
  2. Una fuente de energía. Aplicado a nuestros hogares, este sería el enchufe de la pared. Una batería es otro ejemplo de una fuente de poder.
  3. Una carga eléctrica que necesite de la energía eléctrica para funcionar. Por ejemplo, un foco o una pantalla. 
  4. Un ‚Äúswitch‚ÄĚ o bot√≥n para abrir o cerrar el circuito.¬†

Los componentes de un circuito eléctrico se clasifican por elementos pasivos y elementos activos. La fuente es un elemento activo y el cableado y la carga son elementos pasivos, a través de los cuales fluye la electricidad. 

Pi√©nsalo. Si ahora mismo conectas tu celular para cargar (a menos que sea carga inal√°mbrica), se est√°n utilizando estos cuatro componentes: cable para cargar (‚Äúcamino‚ÄĚ), fuente de energ√≠a (el enchufe), carga (celular) y switch (corriente directa o un adaptador con switch ON y OFF). Los circuitos el√©ctricos est√°n presentes en todas nuestras vidas.

El siguiente es un diagrama de un circuito eléctrico sencillo:

 

Circuito Eléctrico

Fuente: Vector Stock

Hemos definido qué es la electricidad, qué es un circuito eléctrico y cuáles son sus componentes básicos. Pero apenas estamos rascando la superficie. Veamos más a detalle los tipos de circuitos eléctricos que existen y sus elementos. 

Tipos de circuitos eléctricos

De acuerdo al portal Electronics and You, Existen cinco tipos principales de circuitos eléctricos:

  1. Circuito cerrado: 

Este tipo de circuito consiste de una fuente, un ‚Äúcamino‚ÄĚ (cableado) y una carga (ej: foco). En este caso, no hay un switch para controlar el abrir y cerrar del circuito. Como su nombre lo dice, es cerrado.

  1. Circuito abierto:

Consiste de una fuente, un camino, una carga y un switch. En este caso, el circuito se puede abrir o cerrar mediante el switch.

  1. Circuito corto:

Un circuito corto ocurre cuando ambos ‚Äúlados‚ÄĚ del cableado y la fuente (+, -), se juntan por alguna raz√≥n. Cuando esto sucede, la corriente est√° corriendo al m√°ximo, por lo que puede llegar a sobrecargarse. Por eso el t√©rmino ‚Äúcorto circuito‚ÄĚ.¬†

  1. Circuito en serie:

El circuito en serie se crea cuando más de dos cargas (ejemplo: foco) están conectadas una tras otra a la misma fuente de energía. Si una de las cargas falla, el resto no se encenderán. Si tengo tres focos conectados en serie, y el primero falla, los siguientes no se prenderán. 

  1. Circuito en paralelo:

Si quiero hacer un circuito en paralelo, al igual que en el circuito en serie, necesito dos o más dispositivos alimentándose de la misma fuente. Pero en esta ocasión, las cargas (foco) están conectadas en paralelo. Es decir, cada foco está conectado a otro, así como tiene su conexión directa a la fuente. De esta forma, si uno de los focos falla, el resto no se verán afectados.

¬ŅCu√°les son los componentes el√©ctricos de un circuito?

Arriba mencionamos los componentes básicos de un circuito eléctrico. Veamos más a detalle cada uno de ellos, así como otros elementos que pueden estar presentes en un circuito eléctrico. 

  • Bater√≠a

Si ves cualquier batería, verás que tiene dos lados marcados. Uno con un símbolo positivo (+) y uno con un símbolo negativo (-). Al conectar un cableado entre los dos lados (conocidos como terminales), el flujo de electrones irá desde el negativo (-) al positivo (+). Conectados directamente hará un corto circuito, es por eso que necesitamos una carga (ejemplo: foco) por el cual atraviesa la electricidad y evitar un corto circuito. 

Una bater√≠a normalmente est√° cubierta o protegida por alg√ļn metal o un pl√°stico. Dentro de este envase, hay un c√°todo (conectado a la terminal positiva) y un √°nodo (conectado a la terminal negativa). Estos son conocidos como electrodos. Un electrodo es un conductor utilizado para hacer contacto con una parte no met√°lica de un circuito. Es aqu√≠ donde ocurren las reacciones qu√≠micas dentro de una bater√≠a.

Dentro de una batería, hay un separador entre ambos polos que permite que los electrones fluyan dentro pero sin estar en contacto con la otra terminal. Posteriormente, un colector capta esta energía del flujo de electrones para llevarla al resto del circuito. 

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  • Conductor (‚Äúcamino‚ÄĚ)

Como mencionamos al inicio de esta nota, un conductor es un material a través del cual puede fluir la electricidad. Puede ser un cable de cobre. Así como existen los conductores, existen los insuladores. Los insuladores son materiales que no permiten el flujo libre de electrones. Algunos ejemplos de insuladores son: madera, plástico, papel y vidrio. 

  • Carga el√©ctrica

El dispositivo que capta la energía eléctrica, es conocido como carga eléctrica. Es un dispositivo que consume energía eléctrica en forma de corriente y la transforma en otro tipo de energía, como luz, calor o mecánica. 

La carga eléctrica puede ser: resistiva, inductiva o una mezcla de ambas:

Carga resistiva → convierte energía eléctrica en termal. Ejemplo: calentador.

Carga inductiva → convierte fuerza magnética en mecánica. Ejemplo: motor

  • Switch

El switch, también conocido como un interruptor, continua o rompe el flujo de un circuito eléctrico. Un ejemplo es la luz de encendido de tu recámara. 

FocosFuente: Pexels

Unidades de medición en la electricidad

Existen cuatro unidades b√°sicas en la electricidad, tres de ellas son definidas por la ley de Ohm:

En 1827, el físico alemán Georg Simon Ohm, descubrió que a una temperatura constante, la corriente eléctrica fluyendo es directamente proporcional al voltaje e inversamente proporcional a la resistencia. La relación entre las tres variables es conocida como la ley de Ohm, donde: 

Corriente = Voltaje /  Resistencia

  1. Voltaje (medido en volts V): la cantidad de trabajo requerida para mover una carga eléctrica de un punto a otro. Se calcula multiplicando la corriente por la resistencia.
  2. Corriente (medida en amperes I): la cantidad de carga pasando a través del circuito en un tiempo determinado. Se calcula dividiendo el voltaje entre la resistencia. 
  3. Resistencia (medida en Ohms ő©): la fuerza que se opone al flujo de corriente. Se calcula dividiendo el voltaje entre la corriente.

Por √ļltimo, la potencia el√©ctrica (medida en Watts) en un circuito el√©ctrico, es el ritmo al cual se produce o absorbe la energ√≠a. Se calcula multiplicando el voltaje (volts) por la corriente (amperes).

 

Ahora que sabes lo qué es un circuito eléctrico, los tipos que existen, cuáles son sus componentes y sus unidades, es hora de poner a prueba tu conocimiento en el siguiente ejercicio.

Ejercicio: circuito eléctrico

Ejercicio Circuito ElectricoFuente: Vector Stock

  1. ¬ŅQu√© tipo de circuito el√©ctrico es este?
  2. ¬ŅQu√© componentes ves en este circuito?
  3. ¬ŅQu√© tipo de carga el√©ctrica hay en este circuito?
  4. Si tengo un voltaje de 120 V y una resistencia de 20 ő©, ¬Ņcu√°l es la corriente?

Ahora ya conoces qué es un circuito eléctrico, qué tipos existen, cuáles son sus componentes y cuáles unidades de medición utilizan. 

Para resumir, los circuitos eléctricos permiten el paso de electrones dentro de una serie de enlaces, están compuestos por distintos componentes y su unidad principal de medida son los volts y los amperes. 
Forman parte de nuestro día a día y de nuestro futuro así que la próxima vez que enciendas la TV recuerda todo lo que está funcionando detrás ⚡

Fun fact: un rel√°mpago puede alcanzar un voltaje de 3,000,000 V

Respuestas:

  1. Circuito abierto
  2. Batería, carga eléctrica, switch y conductor
  3. Carga resistiva
  4. 6 amperes (I)