CORRIENTE ELÉCTRICA

Lo que conocemos como corriente eléctrica no es otra cosa que la circulación de cargas o electrones a través de un circuito eléctrico cerrado, que se mueven siempre del polo negativo al polo positivo de la fuente de suministro de fuerza electromotriz (FEM).

En un circuito eléctrico cerrado la. corriente circula siempre del polo. negativo al polo positivo de la. fuente de fuerza electromotriz. (FEM),

Al descubrirse los electrones como parte integrante de los átomos y principal componente de las cargas eléctricas, se descubrió también que las cargas eléctricas que proporciona una fuente de FEM (Fuerza Electromotriz), se mueven del signo negativo (–) hacia el positivo (+), de acuerdo con la ley física de que "cargas distintas se atraen y cargas iguales se rechazan". Debido al desconocimiento en aquellos momentos de la existencia de los electrones, la comunidad científica acordó que, convencionalmente, la corriente eléctrica se movía del polo positivo al negativo, de la misma forma que hubieran podido acordar lo contrario, como realmente ocurre. No obstante en la práctica, ese “error histórico” no influye para nada en lo que al estudio de la corriente eléctrica se refiere.

BATERÍAS Y ACUMULADORES

Cuando se unen mediante un conductor dos cuerpos entre los cuales existe una diferencia de potencial (d.d.p) o también llamada tensión, se produce un paso de corriente de uno a otro, que provoca la disminución gradual de dicha diferencia de potencial o tensión. Al final, cuando el potencial se iguala, el paso de corriente eléctrica cesa. Para que la corriente siga circulando debe mantenerse constante la diferencia de potencial. Y esto es precisamente lo que hacen las baterias y los acumuladores eléctricos.

    El fundamento de las baterias  y acumuladores  (o las pilas) es la transformación de la energía química en eléctrica, mediante reacciones de oxidación-reducción producidas en los electrodos, que generan una corriente de electrones.

   Las pilas secundarias o acumuladores son aquellas que pueden recargarse, es decir pueden reiniciar el proceso mediante el aporte de energía de una fuente exterior normal mente un generador, que hace que los compuestos químicos se transformen en los compuestos de partida, al hacer pasar corriente a través de ellos en sentido opuesto. 
Un acumulador es, por tanto, un aparato capaz de retener cierta cantidad de energía en su interior, suministrada externamente, para emplearla cuando la necesite.

Una batería está formada por varios acumuladores, y puede ser ácida o calina en función’de la naturaleza del electrolito. Por ejemplo, las baterías de los coches son ácidas, porque contienen un electrolito de ácido sulfúrico en el que se sumergen una placa de plomo metálico y otra de dióxido de plomo.

Cuando se agota el plomo o el dióxido de plomo la batería está gastada y para recargarla se hace pasar una corriente eléctrica de la placa positiva a la negativa mediante un alternador o dinamo ( o a veces conectándola al enchufe de casa) , de manera que el sulfato de plomo se vuelve a des componer en plomo en la placa negativa, y en la positiva en dióxido de plomo.

 La diferencia entre una batería y un acumulador es que un Acumulador es una celda que almacena energía a través de un proceso electroquímico, la Batería es el conjunto de estas celdas para lograr los voltajes necesarios. Por ejemplo, una batería de auto de 12V es un conjunto en serie de 6 celdas de plomo-ácido de 2V cada una.

 Dirigios a este enlace para obtener algo más de información: Presentación sobre las baterías

LA DINAMO Y EL ALTERNADOR

Michael Faraday descubrió que un conductor eléctrico moviéndose dentro de un campo magnético (imán) generaba una tensión y cuando el circuito se cerraba con un receptor circulaba una corriente eléctrica. Es decir comprobó con un amperímetro que se generaba una corriente eléctrica al mover el conductor por dentro del campo magnético.  A esta corriente la llamo corriente inducida. Si en lugar de mover el conductor movemos el campo magnético (el iman) también se generaba corriente eléctrica.

Este descubrimiento fue lo que dio lugar a los generadores eléctricos electromagnéticos (dinamos y alternadores). Campo magnético=Región donde el imán tiene efecto.

LA DINAMO

Para conseguir sacar la corriente generada en la espira, colocamos unos colectores que giren con cada uno de los extremos de la espira y unas escobillas fijas por donde sacamos la corriente. Si nos fijamos en los colectores estos están cortados,para que por fuera de la espira la corriente siempre vaya en el mismo sentido (corriente continua).

EL ALTERNADOR

Giremos mentalmente la espira y analicemos que si los colectores fueran anillos completos (sin cortar) la corriente por fuera de la espira saldría por la escobilla (fija sin moverse) en un sentido y cuando la espira gira media vuelta saldría por el sentido contrario, es decir estaríamos generando corriente alterna, y no sería una dinamo sería un alternador (generador de corriente alterna).

Vídeo generación de electricidad: dinamo y alternador

MOTOR ELECTRICO

Existen diferentes tipos de motores, pero de entre todos tal vez sean los llamados "motores de corriente continua" los que permiten ver de un modo más simple cómo obtener movimiento gracias al campo magnético creado por una corriente.

El elemento situado en el centro es la parte del motor que genera el movimiento. Se la llama armadura o rotor, y consiste en un electroimán que puede girar libremente entorno a un eje. Dicho rotor está rodeado por un imán permanente, cuyo campo magnético permanece fijo.

El electroimán recibe la corriente a través del contacto establecido entre las escobillas y el conmutador. Las escobillas permanecen fijas, mientras que el conmutador puede girar libremente entre ellas siguiendo el movimiento del rotor.

Cuando la corriente pasa a lo largo del electroimán, sus polos son atraídos y repelidos por los polos del imán fijo, de modo que el rotor se moverá hasta que el polo norte del electroimán quede mirando al polo sur del imán permanente. Pero tan pronto como los polos del rotor quedan "mirando" a los polos del imán, se produce un cambio en el sentido de la corriente que pasa por el rotor.

Este cambio es debido a que el conmutador, al girar, modifica los contactos con las escobillas e intercambia el modo en que el electroimán recibe la corriente de la pila.

Al modificarse el signo de los polos del electroimán, los polos del rotor resultarán repelidos por los polos del imán fijo, pues en esta nueva situación estarán enfrentados polos de igual signo, con lo cual el rotor se ve obligado a seguir girando.

Nuevamente, cuando los polos del electroimán estén alineados con los polos opuestos del imán fijo, el contacto entre escobillas y conmutador modificará el sentido de la corriente, con lo cual el rotor será forzado a seguir girando.

Os dejo un vídeo de la construcción de un motor eléctrico para que observéis en la práctica los  contenidos teóricos: 

MAGNITUDES ELÉCTRICAS

CARGA ELÉCTRICA y CORRIENTE:

   La carga eléctrica es la cantidad de electricidad almacenada en un cuerpo. Los átomos de un cuerpo son eléctricamente neutros, es decir la carga negativa de sus electrones se anula con la carga positiva de sus protones. Podemos cargar un cuerpo positivamente (potencial positivo) si le robamos electrones a sus átomos y podemos cargarlo negativamente (potencial negativo) si le añadimos electrones. 

   Si tenemos un cuerpo con potencial negativo y otro con potencial positivo, entre estos dos cuerpos tenemos una diferencia de potencial (d.d.p.) Los cuerpos tienden ha estar en estado neutro, es decir a no tener carga, es por ello que si conectamos los dos cuerpos con un conductor (elemento por el que pueden pasar los electrones fácilmente) los electrones del cuerpo con potencia negativo pasan por el conductor al cuerpo con potencial positivo, para que los dos cuerpos tiendan a su estado natural, es decir neutro.

   Acabamos de generar corriente eléctrica, ya que este movimiento de electrones es lo que se llama corriente eléctrica. Luego es necesario una d.d.p entre dos puntos para que cuando los conectemos con un conductor se genere corriente eléctrica. La diferencia de carga de los dos cuerpos será la causante de mas a menos corriente. Esta carga de un cuerpo se mide en culombios (C).

TENSIÓN O VOLTAJE:

   La tensión es la diferencial de potencial entre dos puntos.  Como ya debemos saber por el estudio de la carga eléctrica la tensión es la causa que hace que se genere corriente por un circuito. En un enchufe hay tensión (diferencia de potencial entre sus dos puntos) pero no hay corriente. Solo cuando conectemos el circuito al enchufe empezará a circular corriente (electrones) por el circuito y eso es gracias hay que hay tensión. 

Los Generadores, que son los aparatos que mantienen la d.d.p o tensión entre dos puntos para que al conectar el circuito se genere corriente. la tensión se mide en Voltios (V)

INTENSIDAD DE CORRIENTE:

   Es la cantidad de electrones que pasan por un punto en un segundo. Se mide en Amperios (A). Por ejemplo una corriente de 1 A (amperio) equivale a 6,25 trillones de electrones que han pasado en un segundo. 


RESISTENCIA ELÉCTRICA:

   Los electrones cuando en su movimiento se encuentran con un receptor (por ejemplo una lámpara) no lo tienen fácil para pasar por ellos, es decir les ofrecen una resistencia. Por ello se llama resistencia a la dificultad que se ofrece al paso de la corriente. Todos los elementos de un circuito tienen resistencia, excepto los conductores que se considera caso cero. Se mide en Ohmios (Ω). La resistencia se representa con la letra R.

   La resistencia se suele medir con el polímetro, que es un aparato que mide la intensidad, la tensión y por supuesto también la resistencia entre dos puntos de un circuito o la de un receptor.


POTENCIA ELÉCTRICA:

   La potencia eléctrica la podemos definir como la cantidad de energía entregada o absorbida por un elemento en un tiempo determinado.

 Se mide en vatios (w) y se representa con la letra P. Su formula es P=V x I (tensión en voltios, por Intensidad en Amperios)


ENERGÍA ELÉCTRICA:

   La energía eléctrica es la potencia por unidad de tiempo. La energía se consume, es decir a más tiempo conectado un receptor más energía consumirá. Como vemos la energía depende de dos cosas, la potencia del receptor y del tiempo que este conectado.
   Su fórmula es E= P x t (potencia por tiempos)
   Su unidad es el w x h (vatio por hora) pero suele usarse un múltiplo que es el Kw x h (Kilovatios por hora)
   Si ponemos en la fórmula la potencia en Kw y el tiempo en horas ya obtendremos la energía en Kw x h.