Simbología y Normalización en Circuitos Eléctricos
Componentes Básicos
- Pilas y Baterías: Transforman energía química en energía eléctrica. Disponen de un polo positivo y otro negativo.
- Generador CC: Producen energía eléctrica a partir de energía mecánica suministrada por una turbina u otro dispositivo de giro.
- Generador de CA: Se trata también de un generador electromecánico que produce energía eléctrica en forma de CA.
- Conductores: Sirven para unir los elementos de un circuito eléctrico. Se utilizan el cobre o el aluminio con un aislamiento plástico.
- Pulsador: Permite el paso de corriente eléctrica en un circuito mientras se mantiene pulsado (NA), o al revés (NC).
- Interruptor: Permite o impide el paso de corriente eléctrica en un circuito.
- Conmutador: Facilita el paso de corriente eléctrica hacia uno cualquiera de los dos terminales de salida.
- Conmutador de Cruzamiento: Dispone de dos entradas y dos salidas. En una posición cruza los contactos y en la otra no.
- Bombilla: Transforman energía eléctrica en luz y calor.
- Resistencia: Transforman energía eléctrica en calor.
- Motor: Transforman energía eléctrica en energía mecánica.
- Timbre y Zumbador: Transforman energía eléctrica en sonido.
- Voltímetro: Permite medir el voltaje o la tensión existente entre dos puntos de un circuito. Se conecta en paralelo.
- Amperímetro: Permite conocer la intensidad de la corriente eléctrica que recorre un circuito. Se conecta en serie.
- Óhmetro: Permite conocer el valor de la resistencia eléctrica de un componente del circuito. Se conecta en paralelo.
- Fusible: Interrumpe el paso de corriente eléctrica cuando se produce una sobreintensidad o un cortocircuito.
- Toma de Tierra y Conductor de Protección: Pica o electrodo en contacto con la tierra. Protege a las personas del riesgo de un contacto eléctrico.
Tipos de Corriente Eléctrica
- Corriente Continua (CC): El valor del voltaje es constante en el tiempo. Los terminales de la fuente de alimentación mantienen la polaridad.
- Corriente Alterna (CA): El valor del voltaje no es constante en el tiempo. Los terminales de la fuente de alimentación están cambiando de polaridad en cada semiperíodo de la onda. Su uso está más extendido y es más fácil de producir y transportar que la CC.
- Corriente Pulsante o Periódica: El voltaje toma valores distintos que se repiten a intervalos de tiempo iguales. Los terminales de la fuente de alimentación mantienen la polaridad. Puede presentarse en forma de señales cuadradas, triangulares, de diente de sierra, etc.
Magnitudes Eléctricas Básicas y Ley de Ohm
- Resistencia (R) – Ohmio (Ω): Es la oposición que presentan los elementos del circuito al paso de la corriente eléctrica. Los materiales conductores tienen poca resistencia y los aislantes mucha. R = ρ * L / S
- Voltaje o Tensión – Voltio (V): Es la energía necesaria por unidad de carga eléctrica para hacer que éstas se desplacen a través de un circuito eléctrico. El voltaje o diferencia de potencial eléctrico es producido por el generador. E = Q * V – V = E / Q
- Intensidad de Corriente Eléctrica (I) – Amperio (A): Es la cantidad de carga eléctrica que pasa por un punto del circuito en un segundo. Se trata del caudal de electrones en un punto determinado del circuito. I = Q / t – Q = I * t
- Potencia Eléctrica (P) – Vatio (W): Potencia es el trabajo eléctrico producido por el desplazamiento de cargas eléctricas en un circuito en la unidad de tiempo. (CC) P = V * I – (CA) P = V * I * cos(α)
- Energía Eléctrica (E) – Julio (J): Es el trabajo desarrollado por la corriente eléctrica. En los receptores la energía eléctrica se transforma en otros tipos de energía. E = V * Q – E = V * I * t – E = P * t
- Ley de Ohm: R = V / I
El Potenciómetro
El potenciómetro es una resistencia de valor variable. En electricidad se le suele llamar reóstato, y en electrónica potenciómetro. Consta de tres terminales: dos fijos situados en los extremos del componente y otro desplazable llamado cursor, que puede situarse en el centro, entre los dos fijos.
Tipos de Potenciómetros
- Potenciómetro Ajustable: Se fabrica para montar en posición horizontal o vertical. El cursor se mueve al insertar un destornillador en la ranura central.
- Potenciómetro Variable: Más robusto que el ajustable, el cursor se mueve al girar manualmente un eje sobre el que se coloca el mando.
Funciones del Potenciómetro
- Función de ajuste: El potenciómetro permite ajustar la resistencia de una parte de un circuito electrónico y dejarla fija, una vez ajustada, para que el circuito funcione correctamente. Se emplean potenciómetros de ajuste, también llamados «trimmers» (to trim significa ajustar en inglés).
- Regulación de la potencia de un elemento: Con los potenciómetros variables podemos regular la potencia de un elemento. Por ejemplo, en los equipos de música se utiliza un potenciómetro para regular la potencia del volumen del sonido.
El Condensador
El condensador es un dispositivo capaz de almacenar carga eléctrica y de cederla posteriormente al circuito en forma de corriente, a tensión constante. La capacidad es la magnitud que caracteriza a los condensadores y mide la facultad que poseen de acumular cargas eléctricas cuando se les somete a una tensión. La carga eléctrica se mide en culombios (Q) y la capacidad en faradios (F). Un condensador de un faradio necesitará una corriente de un amperio durante un segundo para que aparezca entre sus armaduras una tensión eléctrica de un voltio. Como esto supone mucha capacidad, usualmente los condensadores son de micro (10-6), nano (10-9) o incluso, picofaradios (10-12) faradios (F).
Condensador Electrolítico
Esta clase de condensador, de uso muy frecuente, tiene valores de capacidad muy elevados. Su desventaja es que posee polaridad y una tolerancia muy amplia. Existen condensadores de muchas clases, según el tipo de dieléctrico que contengan (cerámicos, de plástico, de papel, mica, etc.).
Funcionamiento del Condensador
Carga:
- Al cerrar el interruptor, los electrones circulan desde el polo negativo del generador a la placa del condensador que tiene conectada. Las cargas negativas se van acumulando en esta placa.
- Por influencia, dado que cargas de signo opuesto se atraen, la otra placa se va cargando con cargas positivas. Los electrones van al polo positivo.
- El condensador se carga hasta que la cantidad de electrones de la placa negativa es tal que impide (por repulsión) la llegada de más electrones.
- A partir de ahora, el condensador cargado impide el movimiento de cargas y se comporta como un circuito abierto en corriente continua.
Descarga:
- Ya cargado, el condensador tiene cargas negativas en una placa y positivas en la otra. Si tras la carga, se toma el condensador y se conectan sus terminales a un receptor, le suministrará corriente.