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2. Electrónica.
2.1. Conductores y Aislantes.
Conductores.
Se produce una corriente eléctrica cuando los electrones libres se mueven a 
partir de un átomo al siguiente. Los materiales que permiten que muchos 
electrones se muevan libremente se llaman conductores. El cobre, la plata, el 
aluminio, el cinc, el latón, y el hierro se consideran buenos conductores. El 
cobre es el material más común usado para los conductores y es relativamente 
barato.
Aislantes.
Los materiales que permiten pocos electrones libres se llaman los aisladores. 
Los materiales tales como plástico, caucho, vidrio, mica, y de cerámica son 
buenos aisladores.
Semiconductores
Los materiales del semiconductor, tales como silicio, se pueden utilizar para 
fabricar los dispositivos que tienen características de conductores y de 
aisladores. Muchos dispositivos de semiconductor actuarán como un conductor 
cuando una fuerza externa se aplica en una dirección. Cuando la fuerza 
externa se aplica en la dirección opuesta, el dispositivo de semiconductor 
actuará como un aislador. Este principio es la base para los transistores, los 
diodos, y otros dispositivos electrónicos de estado sólido.
2.2. Corriente, Voltaje y Resistencia.
Corriente.
La electricidad es el flujo de electrones libres en un conductor a partir de un 
átomo al siguiente átomo en la misma dirección. Este flujo de electrones es 
referido como corriente y es señalado por el símbolo “I”. Los electrones se 
mueven a través de un conductor a diferentes promedios y la corriente eléctrica 
tiene diferentes valores. La corriente es determinada por el número de 
electrones que pasan en una sección representativa de un conductor en un 
segundo. Debemos recordar que los átomos son muy pequeños.
Se necesitan alrededor 1.000.000.000.000.000.000.000.000 = ( 1x1024 ) 
átomos para llenar a un centímetro cúbico de un conductor de cobre. El intentar 
medir incluso pequeños valores de la corriente daría lugar a un números 
inimaginable grandes. Por esta razón la corriente se mide en amperios que se 
abrevia como “Amps”. La letra “A” es el símbolo para los amperios. Una 
corriente de un amperio significa que en un segundo cerca de 6.24 x 1018 
electrones se mueven en una sección representativa del conductor. Es 
importante, sin embargo, entender el concepto de flujo de corriente
Dirección del Flujo de Corriente.
Algunas autoridades distinguen entre el flujo del electrón y el flujo de corriente. 
La teoría convencional del flujo de corriente ignora el flujo de electrones e 
indica que la corriente fluye de positivo a la negativa. Para evitar la confusión, 
utilizaremos el concepto de flujo del electrón que indica que los electrones 
fluyen de negativo al positivo.
Voltaje.
La electricidad se puede comparar con agua que atraviesa una tubería. Se 
requiere de una fuerza para conseguir que el agua pueda atravesar una 
tubería. Esta fuerza viene de una bomba o por gravedad. El voltaje es la fuerza 
que se aplica a un conductor para causar un flujo de corriente eléctrica.
Los electrones son negativos y son atraídos por las cargas positivas. 
La fuerza requerida para hacer que la electricidad atraviese un conductor se 
llama diferencia de potencial, fuerza electromotriz (emf), o voltaje. El voltaje es 
señalado por la letra “E”, o la letra “V”. La unidad de medida para el voltaje es 
voltios que también es señalado por la letra “V”
Símbolo de voltaje en circuitos.
Los terminales de una batería o alimentación son indicados simbólicamente en 
un dibujo eléctrico por dos líneas. La línea más larga indica el terminal positivo. 
La línea más corta indica el terminal negativo.
Resistencia.
Un tercer factor que desempeña un papel en un circuito eléctrico es la 
resistencia. Todos los materiales impiden el flujo de corriente eléctrica hasta 
un cierto punto. La cantidad de resistencia depende de la composición, de la 
longitud, de la sección representativa y de la temperatura del material 
resistente. En general, la resistencia de un conductor aumenta con un aumento 
de la longitud o una disminución de la sección representativa del conductor. La 
resistencia es señalada por el símbolo “R”. La unidad de medida para la 
resistencia es el ohms (Ω).
Símbolo de la Resistencia en un Circuito.
La resistencia es indicada simbólicamente en un dibujo eléctrico por una de 
las dos maneras. Un rectángulo sin llenar o una línea en zigzag. 
2.3. La ley de Ohm.
Un circuito eléctrico simple.
Una relación fundamental existe entre la corriente, el voltaje, y la resistencia. 
Un circuito eléctrico simple consiste en una fuente del voltaje, un cierto tipo de 
carga, y un conductor para permitir que los electrones fluyan entre la fuente del 
voltaje y la carga. En el circuito siguiente una batería proporciona la fuente del 
voltaje, el alambre eléctrico se utiliza como conductor, y una luz proporciona la 
resistencia. Un componente adicional se ha agregado a este circuito, un 
interruptor. Debe haber una trayectoria completa para que la corriente fluya. Si 
el interruptor está abierto, la trayectoria es incompleta y la luz no iluminará. El 
cierre del interruptor completa la trayectoria, permitiendo que los electrones 
salgan del terminal negativo y que atraviesen la luz hacia el terminal positivo.
El diagrama siguiente es una representación de un circuito eléctrico, 
consistiendo en una batería, un resistor, un voltímetro y un amperímetro. El 
amperímetro, conectado en serie con el circuito, mostrará los flujos de 
corriente en el circuito. El voltímetro, conectado a través de la fuente del 
voltaje, mostrará el valor del voltaje suministrado de la batería. Antes de que un 
análisis se pueda hacer de un circuito, necesitamos entender la ley de ohmio.
Ley de Ohm.
La relación entre la corriente, el voltaje y la resistencia fue estudiada en el siglo 
XIX por el matemático alemán, George Simon Ohm. Ohm formuló una ley que 
indica que la corriente varía directamente con el voltaje e inversamente con la 
resistencia. De esta ley se deriva la fórmula siguiente:
aresistenci
voltaje
corriente o ==
R
E
I
La ley de Ohm es la fórmula básica usada en todos los circuitos eléctricos. Los 
diseñadores eléctricos deben decidir cuánto voltaje es necesario para una 
carga dada, tal como computadoras, relojes, lámparas y motores. Las 
decisiones se deben hacer considerando la relación de la corriente, del voltaje 
y de la resistencia. Todo el diseño y análisis eléctricos comienza con la ley de 
ohm. Hay tres maneras matemáticas de expresar la ley de ohm. 
I
E
RRIE
R
E
I =×== ; ;
2.4. Circuitos en Serie y Paralelo con Corriente Directa.
Circuitos en Serie ( C.C.)
a) Resistencias:
Un circuito en serie en formado cuando un número de resistencias son 
conectadas una tras otra de modo que haya solamente una trayectoria para 
que fluya la corriente. Los resistores pueden ser los resistores reales u otros 
dispositivos que tienen resistencia. La ilustración siguiente muestra a cuatro 
resistencias conectadas en serie. La trayectoria de flujo de corriente desde el 
terminal negativo de la batería pasa por la R4, R3, R2, R1 y vuelve al terminal 
positivo.
El ejemplo siguiente muestra el cálculo de la resistencia total en un circuito 
en serie.
b) Corriente.
La ecuación para la resistencia total en un circuito de serie permite que 
simplifiquemos un circuito. Usando la ley de ohmio, el valor de la corriente 
puede ser calculado. La corriente es igual dondequiera que se mide en un 
circuito de serie.
c) Voltaje.
El voltaje se puede medir a través de cada uno de los resistores en un circuito. 
El voltaje a través de un resistor es referido como caída de voltaje. Un físico 
alemán, Gustavo Kirchhoff, formuló una ley que indica la suma de las caídas de 
voltaje a través de las resistencias de un circuito cerrado es igual al voltaje 
total aplicado al circuito. En la ilustración siguiente, cuatro resistores iguales del 
valor de 1.5 Ω, cada unose han colocado en serie con una batería de 12 
voltios. La ley de ohmio se puede aplicar para demostrar que cada resistor 
“caerá” una cantidad igual de voltaje.
Primero, resolviendo para determinar la resistencia total:
Segundo, resolviendo para la corriente,
Tercero, el voltaje en cada resistencia es:
Si el voltaje fuese medido a través de cualquier resistencia sola, el voltímetro 
indicaría 3 (tres) voltios. Si el voltaje fuera leído a través de una combinación 
de R3 y de R4 el voltímetro leería seis voltios. Si el voltaje fuera leído a través 
de una combinación de R2, R3, y R4 el voltímetro leerían nueve voltios. Si las 
caídas de voltaje de los cuatro resistores fueran agregadas juntas la suma 
sería 12 voltios, igual al voltaje original de la batería.
Circuitos en Paralelo ( C.C.)
a) Resistencia.
Se forma un circuito paralelo cuando dos o más resistencias se ponen en un 
circuito una al lado de otra, de modo que la corriente pueda atravesar más de 
una trayectoria. La ilustración demuestra dos resistores colocados lado a lado. 
Hay dos trayectorias de flujo actual. Una trayectoria es del terminal negativo de 
la batería con R1 que vuelve al terminal positivo. La segunda trayectoria es del 
terminal negativo de la batería con R2 que vuelve al terminal positivo de la 
batería.
Formula para Resistencia Iguales.
Para determinar la resistencia total cuando los resistores tiene igual valor en 
un circuito paralelo, utilice la fórmula siguiente:
asResistenci de Número
aResistenci una deValor =TR
En la siguiente figura se tienen tres resistencias de 15 Ω cada una. La 
resistencia total es:
Formula para Resistencia de Distintos Valores.
Hay dos fórmulas para determinar la resistencia total en un circuito paralelo, 
para los resistores de distinto valor. Se utiliza la primera fórmula cuando hay 
más de dos resistores.
nT RRRR
1
.....
111
21
+++=
La siguiente figura, muestra un circuito con resistencia en paralelo, de 
distintos valores, la resistencia total es:
La segunda formula es usada cuando solo se tiene dos resistencia.
21
21 *
RR
RR
RT +
=
En la figura se muestra un circuito paralelo con dos resistencias de 
distintos valores:
b) Voltaje.
Cuando las resistencias se colocan paralelamente a través de una fuente 
del voltaje, el voltaje es igual a través de cada resistencia. En la 
ilustración siguiente tres resistencias se colocan paralelamente a través 
de una batería de 12 voltios. Cada resistor tiene 12 voltios de disponible 
a él.
c) Corriente.
La corriente que atraviesa un circuito paralelo divide y atraviesa cada 
rama del circuito.
La corriente del total en un circuito paralelo es igual a la suma de la 
corriente en cada rama. La fórmula siguiente se aplica a la corriente en 
un circuito paralelo.
Flujo de Corriente en Circuito Paralelo con Resistencias de Igual valor.
Cuando resistencias iguales se ponen en un circuito paralelo, el flujo de 
corriente es opuesto e igual en cada rama. En el circuito siguiente R1 y 
R2 tienen igual valor. Si la corriente total ( It) es 10 amps, 5 amps 
atravesarían R1 y 5 amps atravesarían R2
Flujo de Corriente en un Circuito Paralelo con Resistencias de Distinto 
Valor.
Cuando se colocan resistencias de distintos valores en un circuito 
paralelo, el flujo de corriente es opuesta, pero no es igual en cada rama. 
La corriente es mayor a través de la trayectoria de menos resistencia. En 
el circuito siguiente R1 es 40 Ω y R2 es de 20 Ω . La resistencia de 
menor valor, genera una menor resistencia al flujo de corriente. 
Usando la ley de Ohm, la corriente total en cada circuito se puede calcular 
como:
También se puede calcular, calculando la resistencia total y luego aplicar 
la ley de Ohm, para determinar la corriente
2.5. Potencia.
a) Trabajo.
Siempre que una fuerza de cualquier clase cause un movimiento, se 
esta realizando trabajo. En la ilustración debajo el trabajo se hace 
cuando una fuerza mecánica se utiliza para levantar un peso. Si una 
fuerza fue ejercida sin causar el movimiento, entonces no se ha realizado 
ningún trabajo.
b) Potencia Eléctrica.
En un circuito eléctrico, el voltaje aplicado a un conductor hará fluir 
electrones. El voltaje es la fuerza y el flujo del electrón es el movimiento. 
El rango en la cual se hace el trabajo se llama Potencia ( Power) y es 
representada por el símbolo “P”. La potencia se mide en Watts, 
representados por el símbolo “W”. En un circuito continuo, un Watts es el 
promedio del trabajo que se hace en un circuito cuando 1 amps fluye 
con 1 volt aplicado.
En un circuito C.C. , la potencia es el producto del voltaje por la corriente.
IEP *=
Aplicando la ley de Ohm, también se puede obtener la potencia como:
R
E
PRIP
2
2 o ==
Ejemplo en un Circuito de C.C.:
En la figura siguiente, la potencia puede ser calculada usando la 
expresiones de potencia.