CONCEPTOS BÁSICOS SOBRE CORRIENTE ELÉCTRICA

  A través de milenios, la principal fuente de energía capaz de crear un  movimiento se originaba de la fuerza del trabajo humano y  por la tracción animal.

 El fuego y el carbón vegetal fueron dos fuentes muy conocidas por los antiguos como recursos energéticos, pues gracias a ellos lograban la fundición de metales.

  Pero dicha aleación se trataba de una forma de energía estática. Que hasta lograr combinarla con la acción del agua (mediante la producción de vapor)se obtenía energía dinámica.

  De allí que dicha fuente de energía fuera aprovechada por Herón de Alejandría quien ideo la Eolípila. Invento que dieciocho siglos después fue utilizada como fundamento para el descubrimiento de la máquina de vapor.

Representación de una Eolípila de Heron de Alexandria
Representación de una Eolípila de Heron de Alexandria. Fuente: Wikipedia.org

Sin duda  otra de las maravillosas aportaciones de este gran genio y que  constituyó  la primer fuente natural de energía aprovechada por el hombre, estuvo relacionada con el viento.

  Esa nueva contribución se basó en el aprovechamiento de la energía eólica que activaba un mecanismo responsable de hacer sonar un órgano.

Pero este importante invento que en su momento no despertó tanto interés era realmente un molino de viento.

 Sin embargo para que ese descubrimiento  tuviera la relevancia tanto para su época como para las venideras, debió ver transcurrir el paso de un tiempo considerable.

1 Conceptos elementales sobre electricidad

   Antes de hablar sobre cualquier otro tema que involucre el uso de ELECTRONES, PROTONES Y NEUTRONES, resulta necesario que abordemos al menos algunos de los conceptos más relevantes sobre la corriente eléctrica.

 Sin duda alguna la electricidad representa una forma de energía que se encuentra presente en casi todas las actividades de la sociedad actual.

  Así pues la energía eléctrica es generada en grandes centrales u otros centros de generación, mediante la transformación de energía primaria (eólica, solar, hidráulica, térmica y un sinnúmero de etcéteras).

Posteriormente es trasladada en forma de CA (Corriente Alterna) sobre las redes eléctricas hacia las ciudades, urbes, industrias o cualquier otro sitio de consumo.

1.1 Carga eléctrica

  El término NEUTRO es utilizado cuando nos referimos a uno o más ÁTOMOS que poseen en su interior un número de ELECTRONES equivalente al número de PROTONES.

  Si a estos NEUTRONES se les aplicara una fuerza externa, podrían ganar o perder electrones, pasando de este modo a ser IONES negativos en caso de que dicho átomo quede cargado negativamente.

  Pero si dichos ÁTOMOS quedaran cargados positivamente pasarían a ser IONES positivos (al proceso en que un átomo gana o pierde electrones se le conoce como IONIZACIÓN).

  Un ejemplo muy conocido y que materializa lo anterior es lo observado  al frotar un peine sobre una superficie de tela.

En este pequeño experimento se da un traslado de electrones que iniciaran en la tela hacia el peine.

De este modo el peine quedará cargado negativamente y originando al mismo tiempo el fenómeno conocido como electricidad estática .

  Así pues la  energía externa que ha recibido el peine a través del frotamiento con el trozo de tela, provocará la liberación de electrones en el primer cuerpo (peine) .

 Finalmente estos electrones se moverán libremente de un átomo a otro (del peine hacia la tela ), creando así el fenómeno que conocemos como corriente eléctrica.

Formación de una carga estática y su efecto provocado debido al rozamiento o fricción entre dos cuerpos
Formación de una carga estática y su efecto provocado debido al rozamiento o fricción entre dos cuerpos

1.2 ¿Qué comprendemos por corriente eléctrica y que es la diferencia de potencial ?

  Es llamada corriente eléctrica al movimiento incesante de electrones en el interior de un CONDUCTOR.

  El movimiento de la corriente a través de un circuito eléctrico es ocasionado por una diferencia de potencial existente en el circuito. 

  Uno de los extremos de dicho circuito estará cargado con un mayor potencial eléctrico (mayor número de cargas negativas o electrones) y el otro extremo con un menor POTENCIAL ELÉCTRICO (menor número de cargas negativas o electrones).

 Es importante mencionar que en el extremo de menor potencial además de haber iones positivos y algunos electrones también hay huecos vacíos de electrones esperando ser llenados por una parte de los electrones del  extremo de mayor potencial.

  Los huecos en el extremo de menor potencial serán llenados una vez que los iones positivos de este extremo de menor potencial atraigan a esos electrones o iones negativos (del extremo de mayor potencial). 

  Esa diferencia de potencial que se presenta en principio es la que originara  el movimiento de cargas hacia el punto de menor potencial dando inicio a la CORRIENTE ELÉCTRICA.

 Acto seguido dicha corriente dejara de fluir una vez que ambos extremos estabilicen sus cargas (igual número de cargas positivas y negativas).

  De tal manera el paso de  ELECTRONES de un punto a otro, a través de un material estará determinado por la estructura atómica de dicho cuerpo.

Y es a partir de esta idea final que los materiales pueden estar divididos entre: aislantes, SEMICONDUCTORES y CONDUCTORES.

Esquema eléctrico de un circuito en corriente directa
Sentido Real y Convencional de la Corriente en un conductor, generada por una fuente de voltaje

1.3 Circuito eléctrico

conexión de un magnetotérmico en un circuito eléctrico
Conexión de un magnetotérmico en un circuito eléctrico

  Se conoce por circuito eléctrico a la interconexión de elementos conectados entre sí, por medio de los cuales se da una circulación de CORRIENTE ELÉCTRICA.

 Y  con el objetivo de facilitar la interpretación y el funcionamiento de un circuito eléctrico se hace uso de un ESQUEMA ELÉCTRICO. Que no es más que una representación gráfica, simplificada, simbólica y ordenada de cada uno de los elementos que forman un circuito.

Los componentes principales de un circuito eléctrico son:

Generadores: son los responsables de crear la diferencia de potencial responsable de provocar el flujo de electrones que recorren el circuito, estos pueden ser: alternadores, pilas, baterías, etc.

Conductores: son los responsables de unir cada uno de los elementos del circuito y facilitar la circulación de la corriente eléctrica, generalmente están representados por cobres o aluminio.

Componentes de protección: en estos recae la protección de las personas y elementos del circuito, sobre efectos no deseados de la energía.

Uno ejemplo de estos dispositivos de protección tenemos: magnetotérmicos y diferenciales, tratados en mayor detalle en líneas posteriores.

Receptores: cambian la energía eléctrica en una acción determinada, como el encendido de una lámpara, la puesta en marcha de un motor, el accionamiento de algún engranaje, etc.

1.4 Tipos de corriente eléctrica

  Tal como se ha dicho en líneas precedentes, la CIRCULACIÓN ELÉCTRICA es el fluido de cargas eléctricas sobre los CONDUCTORES de un circuito.

Dependiendo de cómo se origine ese movimiento de electrones, podrían presentarse dos TIPOS DE CORRIENTE: CORRIENTE CONTINUA(CC) ó CORRIENTE ALTERNA(CA).

  En el caso de la CC,el desplazamiento de cargas siempre se efectúa en el mismo sentido convencional de la corriente (del polo positivo al polo negativo de la alimentación).

  Por mencionar algunos ejemplos de fuentes que nos suministran  CC ,tenemos: pilas, acumuladores, baterías, fuentes de alimentación, etc.

 Por otro lado, tenemos la CORRIENTE  o CA, el voltaje para este caso se mantiene variante en función del tiempo.

  Para el caso de la CA el flujo de electrones a través del circuito se desplaza en un sentido (del borde positivo al negativo) y en otro (del borde negativo al positivo).

Algunos ejemplos de suministros  de fuentes de CA tenemos: alternadores, osciladores, inversores, entre otros.

Tipos de corriente eléctrica representaciones y ejemplificaciones
Tipos de corriente eléctrica representaciones y ejemplificaciones