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Para la mayoría de las personas, la electricidad es una fuerza misteriosa que de alguna manera aparece mágicamente cuando activamos un interruptor de luz o enchufamos un aparato. Sin embargo, si bien la ciencia detrás del flujo de electricidad es muy compleja, los conceptos básicos del flujo eléctrico, o corriente, son fáciles de entender si aprende algunos términos y funciones clave. También ayuda a comparar el flujo de electricidad a través de cables con el flujo de agua a través de tuberías. Aunque la analogía no es perfecta, muchas características del flujo eléctrico en los cables del circuito son similares al flujo de agua en un sistema de plomería.
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Electrones en movimiento
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Lo que llamamos corriente eléctrica ocurre en el nivel de partículas entre los átomos de un material conductor; en un circuito doméstico, este es el cableado de cobre. En cada átomo hay tres tipos de partículas: neutrones, protones (que llevan una carga electromagnética positiva) y electrones (que llevan una carga negativa). La partícula importante aquí es el electrón, ya que tiene la característica única de poder separarse de su átomo y moverse a un átomo adyacente. Este flujo de electrones es lo que crea corriente eléctrica: el salto de electrones cargados negativamente de un átomo a otro.
Cómo funcionan los generadores
¿Qué envía los electrones al movimiento? La física es complicada, pero en esencia, el flujo eléctrico en los cables del circuito es posible gracias a un generador de servicios públicos (una turbina que funciona con viento, agua, un reactor atómico o la quema de combustibles fósiles). En 1931, Michael Faraday descubrió que se crearon cargas eléctricas cuando un material que conduce electricidad (alambre de metal) se mueve dentro de un campo magnético. Este es el principal con el que trabajan los generadores modernos: las turbinas, ya sea alimentadas por la caída de agua o vapor creado por reactores nucleares, giran enormes bobinas de alambre de metal dentro de imanes gigantes, lo que provoca el flujo de cargas eléctricas.
Con este campo eléctrico masivo de cargas positivas y negativas establecidas, los electrones en los cables a lo largo de la red eléctrica entran en acción y comienzan a fluir en cadencia con el campo eléctrico. Cuando enciende un interruptor de luz o conecta una lámpara o tostadora, en realidad está aprovechando un gran flujo de electrones en toda la empresa que son arrastrados y empujados por generadores de servicios públicos que pueden estar a cientos de millas de distancia.
Los generadores eléctricos a veces se comparan con las bombas de agua: no crean la electricidad (al igual que una bomba de agua no crea agua), pero hacen posible el flujo de electrones.
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Corriente = Flujo de Elecricidad
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El término corriente se refiere al flujo simple de electrones en un circuito o sistema eléctrico. También puede comparar la corriente eléctrica con la cantidad o volumen de agua que fluye a través de una tubería de agua. La corriente eléctrica se mide en amperaje o amperios.
Corriente CA vs. CC
La corriente eléctrica existe en dos tipos: corriente alterna (CA) y corriente continua (CC). Técnicamente, la corriente CC fluye solo en una dirección, mientras que la corriente CA invierte la dirección. En términos cotidianos, la CA es la forma de electricidad generada por un generador que opera luces, electrodomésticos y enchufes en su hogar, mientras que la CC es la forma de energía provista por las baterías. Por ejemplo, sus linternas son sistemas de CC, mientras que los tomacorrientes de su hogar usan un sistema de CA.
Muchas fuentes de energía renovables, como los generadores solares y eólicos, producen electricidad de CC que se convierte en CA para su uso en el hogar. La batería de un automóvil es un sistema de CC que se utiliza para arrancar el motor, pero una vez que se arranca, el sistema eléctrico del automóvil tiene un alternador que comienza a generar corriente alterna para hacer funcionar los diversos sistemas.
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Voltaje = Presión
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El voltaje, también conocido como fuerza electromotriz , a menudo se define como la presión de los electrones en un sistema. Se puede comparar con la presión del agua en una tubería. Los circuitos estándar en su hogar transportan aproximadamente 120 voltios (el voltaje real puede variar entre aproximadamente 115 a 125 voltios) o 240 voltios (rango real: 230 a 250 voltios). La mayoría de los artefactos de iluminación y tomacorrientes se alimentan por circuitos de 120 voltios, mientras que las secadoras, estufas y otros electrodomésticos grandes generalmente usan circuitos de 240 voltios.
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Potencia = tasa de flujo
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El término potencia se refiere a la velocidad a la que se disipa o consume energía eléctrica. La cantidad total de energía consumida por el sistema eléctrico en su hogar se lee a través del medidor eléctrico de la compañía de servicios públicos. Se mide en kilovatios-hora o 1, 000 vatios-hora, y así es como se le factura.
Cada dispositivo eléctrico, como una lámpara o aparato, tiene una tasa de uso medida en vatios. Por ejemplo, una bombilla de 100 vatios que se quema durante 10 horas usa un kilovatio-hora de electricidad.
Los amperios, voltios y vatios existen en una relación matemática entre sí, expresada de la siguiente manera: vatios = voltios x amperios
Si un electrodoméstico tiene una potencia de 120 voltios y 10 amperios, utilizará hasta 1, 200 vatios cuando esté funcionando: 120 voltios x 10 amperios = 1, 200 vatios.
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Ohmios = resistencia
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Los ohmios son la medida de la resistencia al flujo de electrones a través de un material conductor. Cuanto mayor es la resistencia, menor es el flujo de electrones. Esta resistencia hace que se genere una cierta cantidad de calor en el circuito. La razón por la que un secador de pelo sopla aire caliente, por ejemplo, se debe a la resistencia en el cableado interno, que produce calor. Y es la resistencia en los pequeños cables de una bombilla incandescente lo que hace que se caliente y brille con luz. También es la resistencia la que puede sobrecalentar un cable de extensión si se usa en un aparato que consume demasiada corriente.
En el cableado del circuito, demasiada resistencia puede sobrecargar un circuito y provocar un incendio eléctrico. Debido a que las malas conexiones causadas por cosas como terminales de tornillo flojos y corrosión son probablemente los culpables, las conexiones eléctricas deben revisarse regularmente para garantizar la seguridad en un sistema eléctrico.
