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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL LITORAL FACULTAD DE CIENCIAS MÉDICAS Tecnología Médica-Estética Conceptos básicos sobre circuitos eléctricos Docente/s Pedro Tomiozzo Marcos Fórmica Tecnicatura en Cosmiatría y Cosmetología 2 PÁG. Tecnicatura en Cosmiatría y Cosmetología I Tecnología Médica-Estética Unidad I CONCEPTOS BÁSICOS SOBRE CIRCUITOS ELÉCTRICOS Energía eléctrica: Hoy en día, la energía eléctrica ocupa un lugar irremplazable en nuestras vidas. Como sabemos, para disponer de energía eléctrica en nuestros hogares hay centrales que tienen generadores donde se transforma algún tipo de energía (térmica, solar, hidráulica, etc) en energía eléctrica. A su vez, todos los artefactos eléctricos que utilizamos transforman la energía eléctrica que reciben en otra forma de energía como luz (ej: una lámpara), sonido (ej: una radio), movimiento (ej: un motor) o calor (ej: una plancha). Si analizamos un artefacto eléctrico, podemos distinguir los tres componen- tes necesarios para su funcionamiento: - Una fuente de energía eléctrica provisto por algún sistema que, como dijimos, se encargue de transformar alguna otra forma de energía en energía eléctrica. Entre los sistemas más comunes podemos encontrar: un generador, un grupo electrógeno, una pila o una batería, entre otros. - Un sistema que utiliza esa energía eléctrica y la transforma en otra forma de energía (una lámpara, un motor, un calefactor, etc.). - Un sistema que permite la circulación de la energía eléctrica desde la fuente de energía eléctrica hasta la lámpara, el motor, el calefactor u otro artefacto. Este sistema está compuesto por conductores eléctricos, como los cables o conectores metálicos. Podemos entonces graficar cualquier artefacto eléctrico en forma esquemáti- ca de la siguiente manera: Como podemos ver en el gráfico, para que la fuente de energía entregue la energía eléctrica que necesita la lámpara el circuito debe ser cerrado. El interruptor entonces abre o cierra el circuito, es decir, permite o no la transferencia o no de la energía eléctrica. Carga eléctrica y Corriente eléctrica Para que haya una transferencia de energías debe haber un movimiento de cargas eléctricas. Para poder comprender el concepto de movimiento de cargar, debemos an- tes recordar el concepto de carga eléctrica, lo que nos hace recurrir a la composición de los materiales. 3 PÁG. Tecnicatura en Cosmiatría y Cosmetología I Tecnología Médica-Estética Como sabemos toda la materia en la naturaleza esta formada por átomos. Cada átomo que compone un material tiene cargas positivas y negativas. La carga negativa de un átomo está presente en los electrones, y son estos últimos los que van a generar con su movimiento mencionado. La carga eléctrica (e) se mide en una unidad llamada Coulomb [C]. Es así que la carga eléctrica que posee un electrón (portador de carga eléctrica) equivale a: Los electrones, al estar sometidos en un circuito eléctrico a una fuerza de- terminada (generada por nuestra fuentes de energía eléctrica), se despla- zaran por atracción a través de los conductores. Este movimiento ordenado de cargas eléctricas en un circuito está cerrado es lo que se conoce como corriente eléctrica. La magnitud que se utiliza para medir la corriente eléctrica se denomina Intensidad, y podemos encontrarla abreviada con la letra ’I’. Se define Inten- sidad de la corriente eléctrica como la cantidad de cargas que circulan en un conductor por unidad de tiempo y su unidad de medida es el ampere [A]. La corriente eléctrica puede o no circular siempre en un mismo sentido. Si circula siempre en un mismo sentido, decimos que por el conductor circula una corriente continua. Cuando en un circuito la corriente eléctrica cambia su sen- tido de circulación, estamos en presencia de una corriente alterna. El sistema de energía eléctrica más común que entrega una corriente eléctrica alterna es la red domiciliaria de energía eléctrica donde conectamos nuestros artefactos eléctricos. Por otro lado, la corriente eléctrica que nos suministran las baterías o pilas que utilizamos en los artefactos eléctricos que utilizamos nos entregan una corriente eléctrica continua que tiene la particularidad de te- ner siempre un valor de intensidad constante. e = - 1,6 x 10-19 C. Intensidad [ I ] = Carga eléctrica [Q] / tiempo [t] Ampere [A] = Coulomb [C] / segundos [seg.] 4 PÁG. Tecnicatura en Cosmiatría y Cosmetología I Tecnología Médica-Estética Tensión, Voltaje o Diferencia de Potencial La magnitud física que impulsa el movimiento de los electrones a lo largo de un conductor en un circuito eléctrico cerrado, provocando la corriente eléctrica se la denomina de diferentes formas: tensión o voltaje o diferencia de potencial. Su unidad de medida es el Volt [V], y en nuestro ejemplo equivale a lo que denominamos fuente de energía eléctrica. Resistencia En un circuito eléctrico cerrado, la corriente eléctrica (movimiento de por- tadores de carga) recibe al circular por el mismo una cierta oposición a su paso. Esa oposición al paso de la corriente eléctrica la conocemos como resistencia eléctrica y se abrevia con la letra R. La resistencia eléctrica varía en función de las características dimension- ales (longitud y sección) del conductor y del material del que está hecho. Cada material ofrece una oposición que le es propia al paso de la corriente, propiedad que se conoce como coeficiente de resistividad. En función la mayor o menor oposición que ofrezcan al paso de la corriente, los materiales pueden ser clasificados en conductores o aislantes. Los ma- teriales cuyos portadores de cargas (electrones) se mueven casi sin dificul- tad se denominan conductores y son por ejemplo los metales (oro, plata y hierro), el acero y el agua salada, entre otros. Ley de Ohm Si relacionamos los conceptos que vimos hasta el momento, podemos definir que la intensidad de corriente eléctrica [ I ] que circula por un conductor es di- rectamente proporcional a la diferencia de potencial [ V ] entre sus extremos. A esta constante de proporcionalidad se la define como la resistencia eléc- trica del conductor R. Esta relación se conoce como Ley de Ohm, y la unidad de medida de la resis- tencia eléctrica es el Ohm y su símbolo es [Ω]. Nosotros y los artefactos eléctricos Los artefactos eléctricos que usamos en nuestras casas poseen un conector de alimentación (enchufe) que se debe conectar a una fuente de alimenta- ción (el toma de la pared). Los conductores asociados al conector de ali- mentación (el cable) nos permiten cerrar el circuito eléctrico y así lograr su funcionamiento. Si observamos el enchufe de un artefacto cualquiera, deberíamos poder leer un valor de tensión o diferencia de potencial al cual se deberá conectar el ar- tefacto, el tipo corriente (corriente alterna o corriente continua), y en algunos casos el valor de la intensidad de corriente máxima expresada en Amperes [A] o miliamperes [mA] (1mA = 0,001 A). V = R x I Voltio (V) = Ohm (Ω) x Ampere (A) 5 PÁG. Tecnicatura en Cosmiatría y Cosmetología I Tecnología Médica-Estética En nuestro país, la red de distribución de energía eléctrica que tenemos en nuestros domicilios provee una fuente de 220 Volts [V], corriente alterna y 1 Ampare [A]. En el caso de una pila tipo AA o AAA, la fuente provee una tensión de 1,5 [V] y de corriente continua, y en el caso de la batería de un ambulancia o un auto, una fuente de 12 [V] de corriente continua y 15 [A]. Hay que tener en cuenta que, en el caso de trabajar con corriente eléctrica continua, debemos tener precaución cuando conectamos los artefactos en las indicaciones que se encuentran en los bornes de alimentación de los mismos ( + ) o ( - ). El signo (+) nos indica el punto de mayor potencial y ( - ) el de menor potencial (polaridad). Un error en la conexión de los mismos puede causar daños en el artefacto a conectar. Asimismo, debemos siempre tener presente que el cuerpo humano ofrece una resistenciaal pasaje de la corriente eléctrica que varía en función del lugar de colocación de la misma y de las características de la persona. Ese pasaje de la corriente eléctrica puede producir diversos efectos, desde sensaciones de cosquilleos cuando las corrientes son bajas, contracciones musculares (ya que están controladas por procesos eléctricos) en valores más elevados, producir quemaduras y hasta incluso causar la muerte.
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