Circuitos eléctricos

La idea

Qué vas a aprender

• Qué hace falta para que circule corrienteconcepto

  Para que haya corriente eléctrica hace falta un camino cerrado (el circuito) y algo que empuje a las cargas a moverse por ese camino: la tensión o diferencia de potencial, medida en volt (V), que aporta una fuente como una pila o el tomacorriente de tu casa. La corriente misma, medida en ampere (A), es la cantidad de carga eléctrica que atraviesa una sección del conductor por unidad de tiempo. Ningún conductor deja pasar la corriente "gratis": siempre opone una resistencia, medida en ohm (Ω), que depende del material, el grosor y el largo del conductor. Un alambre de cobre grueso y corto resiste poco; un filamento fino y largo, como el de una vieja lamparita incandescente, resiste mucho más (por eso se calienta y emite luz).

• La ley de Ohmconcepto

  La relación entre estas tres magnitudes la formuló Georg Ohm y se expresa así:

  $$V = I \cdot R$$

  donde $V$ es la tensión en volt, $I$ es la corriente en ampere y $R$ es la resistencia en ohm. Esta fórmula permite despejar cualquiera de las tres si se conocen las otras dos:

  $$I = \frac{V}{R} \qquad R = \frac{V}{I}$$

  Por ejemplo: si conectás una resistencia de $10\ \Omega$ a una pila de $9\ V$, la corriente que circula es $I = 9/10 = 0{,}9\ A$. La ley de Ohm es válida para muchos conductores comunes (los llamados óhmicos), y es la base para calcular qué componentes usar y qué corriente esperar en un circuito.

• Circuitos serie y paraleloconcepto

  Los componentes de un circuito se pueden conectar de dos maneras básicas. En serie, forman una sola fila: la misma corriente atraviesa a todos, uno detrás del otro, y si uno se corta, se corta todo el circuito (como en una vieja guirnalda de luces navideñas). En paralelo, cada componente tiene su propio camino entre los mismos dos puntos: todos reciben la misma tensión, pero la corriente se reparte entre las ramas, y si uno falla, los demás siguen funcionando. La instalación eléctrica de una casa está armada en paralelo: por eso, si se quema una lamparita, el resto de los artefactos sigue andando.

• Potencia eléctricaconcepto

  La potencia eléctrica mide cuánta energía consume o entrega un dispositivo por unidad de tiempo, y se calcula como:

  $$P = V \cdot I$$

  y se mide en watt (W). Combinando esta fórmula con la ley de Ohm se obtienen expresiones equivalentes, como $P = I^2 \cdot R$, muy útiles para entender el efecto Joule: toda resistencia que es atravesada por corriente disipa energía en forma de calor. Este efecto es la base de aparatos como la plancha, el calefactor o el termotanque eléctrico, pero también es la causa de que un cable mal dimensionado se recaliente y pueda provocar un incendio.

• Aplicaciones domiciliarias y seguridadconcepto

  En una instalación domiciliaria, entender estas magnitudes tiene consecuencias muy concretas: los cables se eligen con una sección adecuada a la corriente que van a transportar (más corriente exige cables más gruesos), y la llave térmica corta el circuito automáticamente si la corriente supera un valor seguro, evitando que los cables se sobrecalienten. La puesta a tierra desvía corrientes de fuga hacia el suelo para que no pasen por el cuerpo de una persona, y el disyuntor diferencial corta la corriente en milisegundos si detecta una fuga hacia una persona. Por eso nunca hay que manipular instalaciones eléctricas con las manos mojadas (el agua reduce mucho la resistencia del cuerpo, lo que permite que circule más corriente) ni "puentear" una llave térmica que salta seguido: está avisando que algo no anda bien.

Ejemplos resueltos

• Por ejemplo: si conectás una resistencia de $10\ \Omega$ a una pila de $9\ V$, la corriente que circula es $I = 9/10 = 0{,}9\ A$. La ley de Ohm es válida para muchos conductores comunes (los llamados óhmicos), y es la base para calcular qué componentes usar y qué corriente esperar en un circuito.

Errores comunes

• "La corriente 'se gasta' al pasar por los componentes".

  No: la corriente que entra a un circuito en serie es la misma que sale; lo que se transforma es la energía, no la cantidad de carga.

  Cómo corregirlo: No: la corriente que entra a un circuito en serie es la misma que sale; lo que se transforma es la energía, no la cantidad de carga.

• "Más voltaje siempre es más peligroso que más corriente".

  Lo que daña el cuerpo o quema un cable es principalmente la corriente que circula, no solo la tensión aplicada; por eso corrientes pequeñas a alta tensión pueden ser letales.

  Cómo corregirlo: Lo que daña el cuerpo o quema un cable es principalmente la corriente que circula, no solo la tensión aplicada; por eso corrientes pequeñas a alta tensión pueden ser letales.

• "En un circuito paralelo, todos los componentes reciben la misma corriente".

  Es al revés: en paralelo comparten la misma tensión, pero la corriente se reparte entre las ramas según la resistencia de cada una.

  Cómo corregirlo: Es al revés: en paralelo comparten la misma tensión, pero la corriente se reparte entre las ramas según la resistencia de cada una.

• "Si un cable es más grueso, tiene más resistencia".

  Al contrario: un conductor más grueso ofrece menos resistencia al paso de la corriente, no más.

  Cómo corregirlo: Al contrario: un conductor más grueso ofrece menos resistencia al paso de la corriente, no más.

• "La llave térmica es solo una molestia que hay que puentear".

  Es un dispositivo de seguridad que corta el circuito antes de que una corriente excesiva dañe la instalación o cause un incendio; nunca hay que anularla.

  Cómo corregirlo: Es un dispositivo de seguridad que corta el circuito antes de que una corriente excesiva dañe la instalación o cause un incendio; nunca hay que anularla.

• "Con las manos mojadas no pasa nada si se toca con cuidado".

  El agua baja drásticamente la resistencia del cuerpo, lo que permite que circule mucha más corriente ante cualquier contacto accidental.

  Cómo corregirlo: El agua baja drásticamente la resistencia del cuerpo, lo que permite que circule mucha más corriente ante cualquier contacto accidental.

En resumen