¿QUÉ ES LA ELECTRICIDAD? La electricidad constituye una forma de energía que está presente en casi todas las actividades del hombre de una sociedad desarrollada, ya que gran parte de los aparatos y máquinas que usamos funcionan con ella. La energía eléctrica se produce en las centrales eléctricas a partir de la transformación de una energía primaria (hidráulica, térmica, solar, nuclear, eólica, …). De ahí es transportada a través de las redes eléctricas hasta los núcleos de población e industrias, siendo entonces transformada en otras formas de energía (energía secundaria: luz, calor, sonido, movimiento, etc). ENERGIA PRIMARIA → ENERGÍA ELÉCTRICA → ENERGÍA SECUNDARIA Cabe resaltar la ventaja de que la electricidad se transforma en otras formas de energía , así como la relativa sencillez con la que se genera y se transporta hasta los centros de consumo. Sin embargo no está exenta de inconvenientes: las centrales térmicas producen gran cantidad de humos y emisiones contaminantes; en las nucleares, a los riesgos de accidentes, potencialmente graves, hay que sumar la generación de un importante volumen de residuos de difícil eliminación; las instalaciones hidráulicas alteran de forma significativa los ríos, etc. También el transporte y distribución de la energía eléctrica produce un impacto ecológico y paisajístico (rompen el paisaje y producen deforestación), existe riesgo de incendio provocado por la caída de cables sobre la vegetación, etc. https://www.edu.xunta.gal/centros/cpiantonioorzacouto/system/files/TEMA%202%20L A%20ELECTRICIDAD%20I.pdf TENSIÓN ELÉCTRICA O DIFERENCIA DE POTENCIAL (V) Se denomina tensión eléctrica a la diferencia de nivel eléctrico que existe entre dos puntos de un circuito eléctrico. Esta diferencia de potencial entre dos puntos del circuito es necesaria para que la corriente circule entre ellos. La unidad de tensión en el SI es el voltio aunque a veces pueden usarse múltiplos y submúltiplos del mismo. La función del generador de un circuito es mantener una diferencia de potencial entre los polos para que así los electrones estén continuamente circulando desde el polo – al polo + del mismo. Esto lo consigue gracias a lo que se denomina fuerza electromotriz (fem). La diferencia de potencial entre dos puntos se mide con un voltímetro conectado a dichos puntos, es decir, conectado en paralelo con los elementos del circuito. Para medir tensiones con un polímetro el selector central señalará AC o DC según el tipo de corriente con la que se trabaje. La sonda roja se introduce en el agujero V y la negra en COM. A continuación se selecciona el valor que más próximo a nuestra medida pero superior a la misma y se va bajando a medida que sea necesario. ¿Qué es la conductividad? La conductividad electrolítica es la medida de la capacidad de una solución para conducir una corriente eléctrica y es a veces denominado "conductancia específica". Conductividad electrolítica se define como la inversa o recíproca de resistencia eléctrica (ohmios) y utiliza las unidades de medida denominadas mhos, donde la millonésima parte de un mhos es igual a un micromhos o microsiemens (como es conocido comercialmente, µS). Resistividad es inversa a la conductividad se define como la medida de la capacidad de una solución para resistir el flujo de una corriente eléctrica. El agua es un disolvente polar. Es decir, la molécula de agua tiene una distribución desigual de los electrones, provocando una porción de la molécula positiva, y otra porción negativa. Como resultado, las moléculas de agua no pueden cargarse eléctricamente. Por lo tanto, el agua no es un conductor eficiente de la corriente eléctrica a menos que impurezas o sustancias disueltas están presentes. En un campo eléctrico, las moléculas de agua gravitarán hacia ambos electrodos (Figura 3). Sin embargo, la disolución de sustancias específicas introducen impurezas en el agua en gran medida estas pueden aumentar la conductividad del agua. Estas sustancias disueltas se llaman electrolitos. Los electrolitos en el agua se disocian positivamente y en iones con carga negativa que son libres de moverse sobre la solución. En un vaso de precipitados que contiene un par de electrodos conectados a una fuente de tensión de CC, partículas cargadas positivamente migrarán hacia el electrodo negativo (ánodo) y partículas negativamente cargadas migrarán hacia el electrodo positivo (cátodo). La migración de las partículas es el flujo de corriente eléctrica. La medición de la conductividad se ve directamente afectada por el número de iones disueltos en la solución y se incrementará conforme la cantidad y movilidad de los iones aumenta. Cuanto mayor sea la lectura de conductividad, mejor será la capacidad de la solución para conducir la electricidad. A la inversa, cuanto menor sea la lectura de conductividad, peor será la capacidad de la solución para conducir electricidad. https://latam.hach.com/cms-portals/hach_mx/cms/documents/Que-s-la-conductividadFinal.pdf Código de Colores de los cables eléctricos normalizados Imagínate que al quitar la tapa de una caja de empalmes, te encuentras con un enjambre de cables eléctricos. A primera vista, es preocupante ver todos esos cables de diferentes colores. Y te preguntas ¿Cuál es el neutro, el potencial, la tierra o el retorno?. Para evitar este mal encuentro, es importante que conozcas el código de colores de los cables eléctricos que se tienen por norma. Código de color de conductores según norma Americana (NEMA / ANSI) Conductor de tierra El conductor de tierra se puede identificar de tres formas: - Aislante de color verde - Aislante de color verde con una línea helicoidal o recta de color amarillo. - Puede ser un alambre o cable desnudo (sin aislante). Este cable por lo general es de cobre. Conductor neutro Hay diferentes formas de identificarse según el país pero los más comunes son los siguientes: - Aislante blanco ( utilizado en América) (utilizado en las instalaciones eléctricas de la vivienda) Conductor fase Este conductor puede ser de cualquier color diferente al del neutro o tierra, pero los más utilizados por - normas son: Aislante - negro Aislante - rojo Aislante azul oscuro La la práctica común (según los inspectores eléctricos locales) es que el primer cable potencial (vivo o activo) sea negro y el segundo potencial sea rojo. Negro, rojo y azul se utilizan para 208 VCA trifásico; marrón, naranja y amarillo se utilizan para 480 VAC. Los conductores de más de # 6 AWG solo están disponibles en negro y tienen cinta de color en los extremos. ig. 1.1- Colores de los cables del SJT. Código de color según norma Europea IEC 60446 es la Norma internacional de la Comisión Electrotécnica Internacional que define los principios básicos de seguridad para la identificación de conductores eléctricos por colores o números, por ejemplo en el cableado de distribución de electricidad. Esta norma fue fusionada, en su cuarta edición (IEC 60446: 2007), con la quinta edición de la norma IEC 60445 (IEC 60445: 2006) en 2010. Conductor neutro Si un circuito incluye un conductor neutro, este debe ser identificado por un azul (preferentemente azul claro). Así pues el azul claro es el color usado para color identificar conductores intrínsecamente seguros, y no debe utilizarse para ningún otro tipo de conductor. Conductores de fase en Corriente Alterna Los colores preferidos para los conductores de fase en CA son: L1: L2: L3: Para una sola fase en AC: marrón negro gris marrón Conductor de protección La combinación de colores verde/amarillo es siempre y exclusivamente utilizada para identificar al conductor de protección (toma de tierra). Por cada 15 mm del conductor, uno de estos dos colores deben cubrir entre 30% y 70% de la superficie y el otro el área restante. Marcado Cuando los conductores son adicionalmente identificadas por letras y números, entonces: Las letras a utilizar serán del conjunto de caracteres latinos, Los números deben estar escritos en números arábigos, las posiciones 6 y 9 deben ser subrayados (6 y 9), y se pueden utilizar algunos símbolos como + y -. Los conductores verde-amarillo no deben marcarse. Ejemplos: L1, L2, L3, N, L +, L-, M, 35, 16 Fig. 1.2- Colores de cable multiconductor. Fig. 1.3- Centro de distribución con barras potenciales ( Amarillo, Azul y Rojo) Colores de cable o alambre para corriente continua DC (USA y Parte de latinoamerica) Positivo: Comúnmente el cable color rojo se utiliza para la corriente o el polo positivo (Depende del país). Negativo:Comúnmente el cable color negro se utiliza para la corriente o polo negativo (Depende del país). Tierra:Por ultimo el cable verde, gris o blanco (si está presente) se utiliza para la tierra (Dependerá del país). Cuando se realiza el cableado eléctrico para la alimentación de DC (Corriente continua), generalmente habrá dos o tres cables. Terminales de cables para baterías eléctricas La importancia de una identificación correcta de los cables eléctricos. Aunque puede parecer algo básico, es común encontrarse con instalaciones eléctricas que han sido manipuladas, sin respetar el código de colores de cables eléctricos según la norma. Es verdad que de manera funcional todos los cables son iguales, independientemente del color. El uso de los colores correctos para conectar la fase, el neutro y la tierra es importante porque simplifica mucho la visualización de la instalación y evita confusiones. https://www.faradayos.info/2014/01/colores-cables-electricos-normas.html ¿Qué es un aislante eléctrico? Un aislante eléctrico es un material incapaz de transmitir electricidad, o lo que es lo mismo, cualquier material capaz de impedir o disminuir el flujo de la corriente eléctrica. Los aislantes eléctricos son fundamentales en la industria y en el manejo de la corriente, ya que se usan para impedir cortocircuitos y reducir la peligrosidad de la transmisión, al imposibilitar que las cargas eléctricas fluyan libremente. Un aislante eléctrico es un material con baja o nula conductividad eléctrica. Esto significa que las cargas eléctricas de sus átomos (electrones) no pueden desplazarse libremente, de modo que estos materiales ejercen una determinada resistencia al paso de la corriente a través de ellos. Un aislante es exactamente lo opuesto a un material conductor. Sin embargo, no existen aislantes absolutos o perfectos, capaces de impedir por completo la corriente. Algunos son más eficientes que otros, pero siempre hay un mínimo margen de transmisión, de modo que si se incrementa la tensión de la corriente eléctrica lo suficiente, cualquier material aislante se convertirá en conductor y permitirá el flujo eléctrico. Al límite de dicha resistencia de los aislantes se lo conoce como tensión de ruptura. Los aislantes no deben confundirse con los semiconductores, materiales que permiten o impiden el tránsito eléctrico dependiendo de las condiciones físicas en que se encuentren. Ver además: Carga eléctrica Aplicaciones de los aislantes eléctricos Los materiales aislantes son útiles en la industria eléctrica para: Recubrir el cableado. Los hilos metálicos conductores se envuelven en material aislante para impedir que se toquen entre sí y alteren el circuito y, a la vez, proteger a la gente del contacto directo con los cables eléctricos. Conducir la carga hacia su destino deseado. Los aislantes impiden la dispersión de la carga eléctrica a lo largo del tránsito. Por ejemplo, en las torres y soportes eléctricos. Elaborar materiales de protección para usuarios y operadores de la industria eléctrica. Estos materiales permiten aislar los cuerpos de los usuarios del posible contacto con la corriente. Ejemplos de materiales aislantes El vidrio se usa para aislar cables de alto voltaje. Algunos materiales aislantes son: El vidrio El papel El teflón La madera La cerámica La goma (caucho) Los plásticos y polímeros orgánicos Materiales conductores A diferencia de los aislantes, los materiales conductores son aquellos más propicios para la transmisión de cargas eléctricas, dadas las propiedades químicas de sus átomos. Un conductor generalmente permitirá la rápida propagación de la energía eléctrica a través de sus átomos, movilizando sus electrones y sin cambiar su naturaleza química. Son ejemplos de materiales conductores la mayoría de los metales o el agua. Materiales semiconductores Por su parte, los semiconductores son materiales capaces de conducir o resistir la electricidad, dependiendo de las condiciones físicas en que se encuentren (generalmente la temperatura ambiental, la presión, la radiación incidente y/o la naturaleza del campo eléctrico o magnético al que estén sometidos). Estos materiales pueden ser muy diversos y distintos entre sí, pero actúan en distinto grado como conductores y aislantes al mismo tiempo. Son ejemplos de materiales semiconductores: el silicio (Si), el germanio (Ge), el azufre (S), el cadmio (Cd) y algunos otros elementos de la tabla periódica. - Fuente: https://concepto.de/aislante-electrico/ La Corriente Alterna es el tipo de corriente en que la energía eléctrica se entrega a empresas y residencias, y es la clase de energía eléctrica que los consumidores normalmente usan cuando conectan electrodomésticos a una toma de pared. En este artículo podrás conocer más a fondo este tipo de corriente, cómo funciona, cuáles son sus características, en qué se diferencia con la corriente continua, cuáles son sus aplicaciones y quién la inventó. Antes de entrar en detalles es necesario saber que la corriente eléctrica es el movimiento de cargas eléctricas a través de un conductor, desde un punto de mayor potencial hasta un punto de menor potencial. Aclarado este punto ahora sí podemos comenzar a estudiar qué es la corriente alterna. Qué es la Corriente Alterna corriente-alterna-simbolo La Corriente Alterna (CA) es conocida como una corriente eléctrica que invierte periódicamente la dirección, a diferencia con la corriente continua (CC) que fluye solo en una única dirección. Para las centrales eléctricas producir CA no es difícil y es mucho más económico enviar CA a mayores distancias que enviar Corriente Continua (CC). Trataremos de describir la CA usando la analogía del flujo de agua. El flujo de corriente continua en un cable se asemeja a un flujo de agua unidireccional en una tubería. Para simular la CA, imagina que la rueda de la bomba que impulsa el flujo, en lugar de girar en una dirección constante, gira en espiral. En consecuencia, el fluido se desplazará hacia adelante y hacia atrás a la misma frecuencia. Características de la Corriente Alterna En la CA se consideran como características: período, frecuencia, pulsación y fase. A continuación describamos cada una: Período: Es el tiempo que se necesita para completar un ciclo. Se representa con la letra T, y corresponde al tiempo que tarda la onda en completar una revolución. Frecuencia: Es el número de ciclos que se realizan en cada unidad de tiempo. Se le representa con la letra f, e identifica al número de revoluciones que efectúa la onda por unidad de tiempo. La relación entre período y frecuencia se expresa por: f = 1/t. Pulsación: Es la velocidad angular de la onda. Se identifica con ω (omega). Fase: Es el ángulo descrito por la onda en un instante de tiempo determinado. Está representado por α (alfa), LA relación entre pulsación y fase viene dada por la expresión: α = ω*t. Cómo generar Corriente Alterna corriente-alterna-alternador La CA se puede producir usando un dispositivo llamado alternador. Este dispositivo es un tipo especial de generador eléctrico diseñado para producir corriente alterna. Un bucle de cable se hila dentro de un campo magnético, que induce una corriente a lo largo del cable. La rotación del cable puede provenir de varios medios: una turbina eólica, una turbina de vapor, agua que fluye, etc. Debido a que el cable gira y entra en una polaridad magnética diferente periódicamente, el voltaje y la corriente se alternan en el cable. Diferencia con la Corriente Continua La primera diferencia tiene que ver con la dirección en la que se mueven las cargas eléctricas. En este sentido, la corriente continua es aquella en la cual las cargas eléctricas se desplazan dentro del conductor en un solo sentido, mientras que en la alterna, dichas cargas circulan en uno y otro sentido lo que trae como consecuencia que la corriente cambie su sentido constantemente. La CC es suministrada por pilas, como la que se usa en radios, linternas, y por las baterías de los automóviles. Otra diferencia entre los dos tipos de corriente es la velocidad a la que se transportan las partículas eléctricas. Las partículas en la corriente continua se mueven de forma lenta, mientras que las partículas en la corriente alterna se mueven rápidamente. Corriente Alterna a Corriente Continua Como ya hemos mencionado, la CA es el tipo de corriente que llega a los hogares. Sin embargo, esta corriente puede ser transformada en CC gracias a unos dispositivos llamados rectificadores, que tienen la función de convertir corriente alterna en corriente continua rectificada. Tipos de Onda La CA puede venir en varias tipos, siempre que el voltaje y la corriente se alternen. Si conectamos un osciloscopio a un circuito con CA y trazamos su voltaje a lo largo del tiempo, podríamos ver varias formas de onda diferentes. El tipo más común de CA es la onda sinusoidal. La CA en la mayoría de los hogares y oficinas tiene un voltaje oscilante que produce una onda sinusoidal. onda_sinusoidal Otras formas comunes de CA incluyen la onda cuadrada y la onda triangular. Las ondas cuadradas se utilizan a menudo en la electrónica digital y de conmutación para probar su funcionamiento. Las ondas triangulares se encuentran en la síntesis de sonido y son útiles para probar la electrónica lineal como los amplificadores. Aplicaciones de la Corriente Alterna Generar y transportar CA a través de largas distancias es relativamente fácil. A voltajes altos (más de 110 kV), se pierde menos energía en la transmisión de energía eléctrica. Los voltajes más altos significan corrientes más bajas, y las corrientes más bajas significan menos calor generado en la línea eléctrica debido a la resistencia. La CA se puede convertir hacia y desde altos voltajes fácilmente usando transformadores. La CA también es capaz de alimentar motores eléctricos. Los motores y los generadores son exactamente el mismo dispositivo, pero los motores convierten la energía eléctrica en energía mecánica. Esto es útil para muchos electrodomésticos grandes como lavaplatos, refrigeradores, etc. https://cumbrepuebloscop20.org/energias/solar/corriente-alterna/ ¿Qué es la corriente eléctrica? De forma general, la corriente eléctrica es el flujo neto de carga eléctrica que circula de forma ordenada por un medio material conductor. Dicho medio material puede ser sólido, líquido o gaseoso y las cargas son transportadas por el movimiento de electrones o iones. Mas concretamente: En los sólidos se mueven los electrones. En los líquidos los iones. Y en los gases, los iones o electrones. Aunque esto es así, el caso más general de corriente eléctrica es el que se produce por el movimiento de los electrones dentro de un conductor, así que suele reservarse este término para este caso en concreto. La corriente eléctrica es el flujo de electrones entre dos puntos de un conductor que se encuentran a distinto potencial eléctrico. Tal y como estudiamos en el apartado del movimiento de cargas en el seno de un campo eléctrico, los eléctrones se mueven desde zonas de menor potencial eléctrico a mayor potencial eléctrico. A medida que los electrones se desplazan, el potencial en ambas zonas tiende a igualarse y poco a poco el movimiento de los electrones se detiene. Por esta razón, si deseamos mantener una corriente eléctrica constante es necesario hacer uso de un dispositivo que permita una diferencia de potencial o tensión constante denominado generador de corriente. Tipos de corriente eléctrica Dependiendo de la temporalidad del sentido de la corriente eléctrica podemos distinguir dos tipos: Corriente contínua (C.C.). El flujo de eléctrones se produce siempre en el mismo sentido. Corriente alterna (C.A.). El sentido de circulación de los electrones cambia de forma periódica. A lo largo de este tema nos centraremos únicamente en la corriente continua. Efectos de la Corriente Eléctrica De forma general, la corriente eléctrica produce tres tipos de efectos: Efectos caloríficos. Cuando circula una corriente eléctrica por un conductor, este aumenta su temperatura. Este efecto es utilizado en estufas, hornillos, etc. Efectos químicos. Si la corriente eléctrica circula por un conductor iónico, dicha corriente es capaz de producir un cambio químico en él. Este efecto es utilizado en la electrólisis. Efectos magnéticos. El paso de la corriente eléctrica a través de un conductor crea un campo magnético similar al que produce un imán. Este efecto es el fundamento de motores eléctricos, dispositivos de televisión, radio, amperímetros, voltímetros, etc. Autor artículo Sobre el autor José L. Fernández José L. Fernández es ingeniero de telecomunicaciones, profesor y curioso por naturaleza. Dedica su tiempo libre a escribir artículos para Fisicalab y a ayudar a Link a salvar Hyrule. https://www.fisicalab.com/apartado/movimiento-de-cargas DEFINICIÓN DE CONDUCTOR ELÉCTRICO El adjetivo conductor se utiliza para calificar a aquello que conduce (guía, transporta, dirige). Eléctrico, por su parte, alude a lo que tiene, necesita o transmite electricidad: la forma de energía que se basa en la fuerza manifestada por el rechazo o la atracción entre partículas que tienen carga. Un conductor eléctrico, de este modo, es un material que posibilita la transmisión de electricidad. Esta capacidad está dada por la escasa resistencia que ejerce ante el movimiento de la carga eléctrica. Torres de alta tensión Los conductores eléctricos permiten transmitir la electricidad. Qué materiales conducen la electricidad Existen distintas clases de materiales que actúan como conductores eléctricos. Los más eficientes son los metales como el cobre, la plata, el hierro, el aluminio y el oro. Sin embargo, algunos materiales que no son metales, como una solución salina o el grafito, también funcionan como conductores eléctricos. Si tomamos en cuenta el modo en el cual el conductor eléctrico realiza su trabajo, entonces podemos elaborar una clasificación de los diferentes materiales que nos devuelve los siguientes tres grupos: * metálicos: estos conductores eléctricos actúan de forma electrónica, ya que se basa en electrones libres para portar las cargas. Justamente, esto puede tener lugar porque los integrantes de este grupo son los metales y las aleaciones; * electrolíticos: se trata de aquéllos que poseen una conducción de clase iónica. Esto significa que las sustancias deben atravesar una disociación total o parcial, para dar lugar a la formación de iones positivos o negativos, los cuales se encargan de portar las cargas. En este caso, se dan una reacción química y un desplazamiento de materia al mismo tiempo que ocurre el paso de la corriente eléctrica; * gaseosos: como su nombre lo indica, estos conductores eléctricos son gases. Claro que no puede ser cualquier gas, sino uno que haya sido sometido a la ionización, proceso que lo vuelve capaz de conducir la electricidad. Aunque es cierto que este tipo de conductor eléctrico no se usa con mucha frecuencia, no podemos evitar que el aire mismo (un gas que nos rodea constantemente) actúe de esta manera, por ejemplo, al relacionarse con las descarga eléctricas y los rayos, entre otros casos. Cable El cobre, presente en muchos cables, es un conductor eléctrico de uso frecuente. Conductores eléctricos en el hogar A nivel industrial y hogareño, el conductor eléctrico más usado es el cobre. Esto se debe a la relación existente entre su coste y su capacidad como conductor. Por eso los cables de cobre se emplean con mucha frecuencia. Cabe destacar que los conductores eléctricos llevan la electricidad desde un punto hasta otro; pueden modificar la tensión cuando se constituyen como transformadores; y permiten la creación de campos electromagnéticos al formar electroimanes y bobinas. Tomemos el caso de un televisor que necesita de la corriente eléctrica para funcionar. El aparato cuenta con un cable para realizar la conexión a una toma de corriente, formando así un circuito eléctrico. El cable del televisor está compuesto por un conductor eléctrico de uno o más hilos, envuelto por una capa de relleno y protegido por un aislamiento y una cubierta que le brinda protección mecánica. Medición de la conductividad Una de las operaciones que los técnicos deben llevar a cabo con gran frecuencia cuando trabajan con conductores eléctricos es medir su nivel de conductividad. Para ello pueden usar diversos instrumentos y técnicas; a grandes rasgos, podemos decir que la medición convencional consiste en la aplicación de un voltaje entre dos electrodos y luego calcular la resistencia de la solución. Las soluciones con un grado alto de conductividad eléctrica generan corrientes mayores. Para que la intensidad de la corriente pueda ser contenida en una solución de estas características, debemos hacer más pequeña la superficie de la sonda, o bien aumentar la distancia entre los dos polos. Por ello es necesario usar sondas que se adapten a los rangos de medida de cada prueba. REFERENCIAS Autores: Julián Pérez Porto y Ana Gardey. Publicado: 2016. Actualizado: 2021. Definicion.de: Definición de conductor eléctrico (https://definicion.de/conductorelectrico/) Corriente alterna y corriente directa La corriente alterna es el flujo de carga eléctrica que varía en dirección, con cambios en el voltaje y la corriente. La corriente directa es un flujo eléctrico que se mantiene constante y no hay cambios en el voltaje. La diferencia entre corriente alterna y corriente directa no solo tiene que ver con las características del flujo eléctrico, sino con las aplicaciones de cada una en la vida cotidiana. Corriente directa Corriente alterna Definición Es un tipo de corriente con flujo eléctrico variable. Es un tipo de corriente cuyo flujo eléctrico se mantiene constante. Origen 1832, por Hippolye Pixii. 1800, por Nicola Volta. Ventajas Mayor eficiencia de uso. El transporte de energía es más económico. Aprovechamiento con fines domésticos e industriales. Se puede convertir a corriente directa. Aplicaciones Alumbrado público. Se almacena en forma de baterías. Es más segura. Permite su uso en múltiples dispositivos sin depender de una conexión. Baterías de auto. ¿Qué es la corriente alterna? La corriente alterna es un tipo de corriente en el que el flujo eléctrico varía en cuanto a la magnitud (valor del voltaje) y sentido (dirección del voltaje), alternándose en períodos de tiempo determinados. Estas variaciones generan distintas formas en la oscilación, siendo la más común la oscilación senoidal, con la que se obtiene una transmisión de energía mucho más eficiente y por tanto, es una de las más utilizadas. Otras formas de oscilación de la corriente alterna, como la triangular o la rectangular tienen aplicaciones muy específicas, como la electrónica y los estudios matemáticos. Origen de la corriente alterna En 1832, el inventor parisino Hippolyte Pixii creó un generador de corriente alterna, basado en los principios del campo magnético del físico y químico británico Michael Faraday. Esto permitió experimentar y desarrollar diferentes aplicaciones, especialmente en Europa. Sin embargo, fue el físico e inventor Nicola Tesla quien, en 1882, construyó el primer motor de inducción de corriente alterna. Esto permitía la transformación de la corriente alterna en corriente continua, usando un motor como una suerte de conversor. Posteriormente, y viendo el alcance que podría tener la corriente alterna en la vida cotidiana, desarrolló un transformador que permitía elevar la tensión la tensión eléctrica y disminuir su intensidad para poder transmitir la corriente a largas distancias, y luego disminuir la tensión al llegar al punto de consumo para que pudiera ser aprovechada de manera eficiente. La importancia de la invención del transformador radica, fundamentalmente, en un tema de eficiencia y seguridad, ya que representaba una situación de peligro que un hogar común recibiera una alta cantidad de energía eléctrica. Además, la corriente continua no puede viajar a través de largas distancias sin generar pérdidas importantes de energía, algo que sí puede hacer la corriente alterna. Por lo tanto, con estos desarrollos se abrían las puertas para mejorar la calidad de vida y acelerar los procesos de industrialización, especialmente en los entornos urbanos, ya que si bien ya existía y se aplicaba la electricidad con fines prácticos, se hacía con corriente directa, que por sus características resultó ser poco práctica comparada con la corriente alterna. Finalmente, en 1891, se pudo comprobar la eficacia no solo de la corriente alterna, sino del generador y transformador creado por Tesla, cuando se realizó la primera transmisión interurbana de corriente en Colorado, Estados Unidos. Componentes de la corriente alterna Ciclo: es la variación de tensión eléctrica de cero a un valor máximo positivo, luego a cero y de allí a un valor máximo negativo. Período: el tiempo en el que ocurre un ciclo. Se expresa en segundos. Frecuencia:el número de ciclos por unidad de tiempo (segundos). Se expresa en Herzios (Hz). En el continente americano, la frecuencia estándar es de 60 Hz y en Europa y el resto del mundo, 50 Hz. Ventajas de la corriente alterna Generadores más eficientes con respecto a la corriente continua. Posibilidad de generar cambios de tensión e intensidad de manera segura y económica con los transformadores. Transporte de energía a mayores distancias y a alta tensión usando menos conductores eléctricos. Permite un mayor rango de voltajes con el uso del transformador. Se puede convertir en corriente continua con el uso de un rectificador. Desaparición o disminución de riesgos y fenómenos asociados al uso de la energía eléctrica, así como corrosiones electrolíticas y magnetización de piezas metálicas. Aplicaciones de la corriente alterna Alumbrado público. Conexiones eléctricas domésticas y de uso público. Dispositivos de uso doméstico e industrial con conexión de corriente (electrodomésticos, máquinas de lavado de autos, por ejemplo). ¿Qué es la corriente directa? La corriente directa, también conocida como corriente continua es un flujo de carga eléctrica que no cambia su dirección, por lo que siempre va del polo positivo al polo negativo. Si bien se consideró que la corriente directa no era tan eficiente como la corriente alterna , la realidad es que hoy en día este tipo de corriente tiene aplicaciones prácticas, especialmente en el mundo de la electrónica. Además, el desarrollo de la corriente directa de alta tensión ha reemplazado a la corriente alterna en sistemas de envergadura, como los cables submarinos de larga distancia. Origen de la corriente directa La corriente continua fue descubierta en 1800 por el físico italiano Nicola Volta, quien desarrolló la primera pila voltaica. Después de que el inventor francés Hippolyte Pixii desarrolló su generador de corriente alterna en 1832, y posteriormente le creara un conmutador que hacía las veces de interruptor, se obtuvo corriente continua. Con estos avances tecnológicos comenzó la generación de electricidad en centrales eléctricas y posteriormente, el uso doméstico de las bombillas incandescentes basadas en corriente continua, de Thomas Edison. Sin embargo, después de lograr la manipulación de los voltajes de la corriente alterna con el uso de los transformadores, la corriente continua se volvió impráctica. Fue en 1950 que la corriente directa volvió a considerarse útil con la transmisión de la corriente continua de alta tensión, lo que permitió que fuera una alternativa para los sistemas que requerían corriente alterna. Hoy en día, se utilizan rectificadores para cambiar la tensión de la corriente continua de los dispositivos que lo ameriten, como los aparatos electrónicos. Ventajas de la corriente directa Se puede almacenar en forma de baterías, lo que permite tener una fuente de energía a disposición para los dispositivos, aparatos, o máquinas que permitan este tipo de recursos. En algunos casos, las baterías pueden ser recargables. Su uso es más seguro que el de la corriente alterna, lo que ha permitido desarrollar múltiples soluciones, especialmente con fines domésticos. Permite un uso de voltajes más bajos para transmitir electricidad por medio de cables. Aplicaciones de la corriente directa Automóviles. Sistemas de transporte subterráneo y ferrocarriles. Telefonía móvil. Computadoras (deben alimentarse con corriente alterna, pero internamente esta se transforma en corriente directa). Todo dispositivo o aparato que requiera el uso de baterías https://www.diferenciador.com/corriente-alterna-y-corriente-directa/ Resistencia Eléctrica Contenidos Ejercicios Fórmulas Ver más Cuando hablamos de resistencia eléctrica podemos estar refiriéndonos a una magnitud, que mide la dificultad con la que un conductor conduce la corriente, o bien a un elemento de un circuito (una pieza física que forma parte del mismo). En este apartado vamos a estudiar ambos aspectos, teniendo en cuenta, además, las magnitudes relacionadas con la resistencia. Estudiaremos: La resistencia de un conductor o Su conductancia La resistividad de un conductor o Su conductividad Las resistencias en circuitos eléctricos ¡No te resistas a seguir leyendo! Resistencia de un Conductor Todos los conductores eléctricos se oponen al paso de la corriente eléctrica en mayor o menor medida. Esto es debido a que los portadores de carga (electrones o iones) se encuentran con ciertas dificultades para desplazarse dentro del material del que forman parte. Esta oposición se denomina resistencia eléctrica de un conductor. De forma experimental se puede demostrar que la resistencia eléctrica de un conductor depende de: El material del que está compuesto. La temperatura a la que se encuentra. Cuanto mayor es la temperatura mayor es su resistencia eléctrica Su longitud. La resistencia aumenta proporcionalmente a la longitud del conductor. Su sección. La resistencia disminuye proporcionalmente a la sección transversal del conductor. Se denomina resistencia eléctrica de un conductor a la oposición que ofrece dicho conductor al paso de la corriente eléctrica. Matemáticamente: R=ρ⋅lS Donde: R es la resistencia eléctrica. Su unidad de medida en el Sistema Internacional (S.I.) es el ohmio (Ω). ρ es la resistividad del material. Su unidad de medida en el S.I. es el ohmio por metro (Ω·m) l es la longitud del conductor. Su unidad de medida en el S.I es el metro (m) S es la sección del conductor. Su unidad de medida en el S.I es el metro al cuadrado (m2) Como hemos dicho, la unidad de la resistencia eléctrica es el ohmio (Ω), en honor del profesor de enseñanza secundaria George Simon Ohm (1787-1854). La resistencia eléctrica se puede relacionar también con las magnitudes tensión y corriente a través de la ley de Ohm. Ejemplo ¿Que longitud debe tener un hilo de carbono a 20º C para ofrecer una resistencia de 20 ohmios, si el hilo tiene un diámetro de 1 mm? (Datos. ρcarbono-20ºC = 3500·10-8 Ω·m) Ver solución Conductancia Si la resistencia nos da idea de lo difícil que es para un conductor conducir la electricidad, la conductancia nos permite medir su facilidad de conducción. Denominamos conductancia (G) a la inversa de la resistencia. G=1R Su unidad de medida en el Sistema Internacional (S.I.) es el siemens (S=Ω-1) Resistividad La resistividad es una magnitud propia de cualquier material que depende directamente de su naturaleza y de su temperatura. Matemáticamente se puede obtener a partir de la temperatura del material por medio de la siguiente expresión: ρ=ρ0⋅(1+α⋅ΔT) Donde: ρ0 es la resistividad a la temperatura ambiente, normalmente 20ºC. Su unidad en el S.I. es el ohmio por metro, Ω · m α es un coeficiente propio de cada material, y nos da una idea de lo sensible que es la resistividad del material a los cambios de temperatura. Normalmente se mide en ºC-1 ΔT es la diferencia de temperatura considerada (Tf o temperatura final) con respecto a la temperatura ambiente (Tamb), es decir ΔT = Tf - Tamb. Como normalmente la temperatura ambiente es de 20º C, nos quedaría ΔT = Tf - 20 Como puedes ver, la resistividad de un material no depende de si tienes un conductor con mayor o menor sección, o con mayor o menor longitud, al contrario de lo que sucedía con la resistencia. Nota: Es interesante que nos paremos a reflexionar un momento sobre las unidades de la resistividad. Podemos deducirlas despejándolas de la ecuación de la propia resistencia, sabiendo que esta se mide en ohmios. Si sustituimos cada magnitud por su unidad en el Sistema Internacional, nos queda: R=ρlS⇒Ω=ρmm2⇒ρ=Ωm2m=Ω⋅m Ahora, observa que no es habitual tener la sección de un conductor en metros cuadrados, con lo que otra unidad muy utilizada para la resistividad es Ω·mm2/m. En este caso, para usarla directamente sobre la ecuación de la resistencia, pondremos la longitud en metros, y la sección em milímetros al cuadrado (mm2). Cuanto mayor es la temperatura, se cumple que la resistividad: Aumenta en los metales, es decir, conducen peor cuanto mayor es la temperatura. Disminuye en los semimetales, es decir, conducen mejor cuanto mayor es la temperatura. Dependiendo de su resistividad los materiales se clasifican en: Conductores, si ρ < 10-5 Ω·m Semiconductores si 10-5 Ω·m < ρ < 106 Ω·m Aislantes, si ρ > 106 Ω·m Conductividad Se denomina conductividad (σ) a la inversa de la resistividad (ρ): σ=1ρ Su unidad en el S.I. es el Ω-1·m-1. Resistencias en Circuitos eléctricos Todos los conductores ofrecen una resistencia al paso de la corriente eléctrica, aunque como hemos visto, unos más que otros. En ocasiones, es interesante introducir en los circuitos electricos unos dispositivos llamados resistencias cuya única misión es oponerse al paso de la corriente eléctrica con el fin , entre otras cosas, de disminuir la intensidad de corriente que circula por una determinada sección del circuito. Normalmente se emplea carbono en su fabricación y el valor de su resistencia R en ohmios viene expresado por medio de un código de colores. En otras ocasiones, las resistencias no solo se emplean para disminuir la intensidad de corriente, si no también se utilizan para convertir la energía eléctrica en energía calorífica, tal y como ocurre en las estufas y hornos eléctricos. Sobre el autor José L. Fernández José L. Fernández es ingeniero de telecomunicaciones, profesor y curioso por naturaleza. Dedica su tiempo libre a escribir artículos para Fisicalab y a ayudar a Link a salvar Hyrule. https://www.fisicalab.com/apartado/resistencia-electrica-conductor
