Guía Completa de Electricidad Básica

1. Voltaje (Tensión Eléctrica)

Definición: Diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos de un circuito. Representa la "fuerza" que impulsa a los electrones a moverse.

Unidad: Voltios (V)
Símbolo: V (en fórmulas)

Características:

Se mide con un voltímetro (en paralelo al circuito).
Puede ser CC (Corriente Continua) o CA (Corriente Alterna).
Ejemplo: Una batería de 9V tiene un polo positivo y otro negativo con una diferencia de 9 voltios.

Aplicación en circuitos:

Determina cómo se distribuye la energía en componentes (ej.: resistencias, LEDs).
En CA (como la red doméstica de 120V o 220V), el voltaje varía sinusoidalmente.

2. Corriente Eléctrica (Intensidad)

Definición: Flujo de electrones (carga eléctrica) que atraviesa un conductor por unidad de tiempo.

Unidad: Amperios (A)
Símbolo: I (en fórmulas)

Características:

Se mide con un amperímetro (en serie con el circuito).
Depende del voltaje y la resistencia (Ley de Ohm: I = V / R).
Ejemplo: Un circuito con 12V y una resistencia de 6Ω tendrá una corriente de 2A.

Aplicación en circuitos:

Indica cuánta carga fluye por un componente (ej.: un motor consume más corriente que un LED).
Corrientes altas pueden requerir cables gruesos para evitar sobrecalentamiento.

3. Resistencia Eléctrica

Definición: Oposición que ofrece un material al flujo de corriente eléctrica.

Unidad: Ohmios (Ω)
Símbolo: R (en fórmulas)
Ley de Ohm: V = I × R

Características:

Materiales conductores (ej.: cobre) tienen baja resistencia.
Materiales aislantes (ej.: plástico) tienen alta resistencia.
Efecto del calor: La resistencia puede aumentar (en metales) o disminuir (en semiconductores) con la temperatura.

Ejemplo práctico:

Un LED necesita una resistencia en serie para limitar la corriente.

Si usas una batería de 9V y el LED soporta 20mA (0.02A) con 2V de caída:

R = (V_total - V_LED) / I = (9V - 2V) / 0.02A = 350 Ω

Debes colocar una resistencia de 350 Ω para proteger el LED.

4. Potencia Eléctrica

Definición: Cantidad de energía consumida o generada por un circuito en un tiempo determinado.

Unidad: Vatios (W)
Símbolo: P
Fórmulas:
P = V × I (para CC)
P = I² × R
P = V² / R

Características:

En resistencias, toda la potencia se convierte en calor (Efecto Joule).
En CA, se considera el factor de potencia (cos φ).
Ejemplo: Un dispositivo de 120V que consume 5A tiene una potencia de 600W.

Ejemplo de cálculo:

Una lámpara incandescente de 60W conectada a 120V:

I = P / V = 60W / 120V = 0.5A
R = V / I = 120V / 0.5A = 240Ω

5. Frecuencia (Hertz, Hz)

Definición: Número de ciclos por segundo en una señal de corriente alterna (CA).

Unidad: Hertz (Hz)

Relación con circuitos:

CA en hogares: 60 Hz (América) o 50 Hz (Europa).
El voltaje varía sinusoidalmente: V(t) = V_pico × sin(2πft)
Ejemplo: Un motor de 60 Hz gira más rápido que uno de 50 Hz.

6. Calor en Circuitos Eléctricos

Origen: Cuando la corriente atraviesa una resistencia, parte de la energía eléctrica se convierte en calor (Efecto Joule).

Fórmula: P = I² × R (Potencia disipada como calor)

Ejemplos:

1. Resistencia de un calentador:

Si I = 10A y R = 20Ω:

P = (10A)² × 20Ω = 2000W (2 kW de calor)

2. Pérdidas en cables:

Un cable delgado con alta resistencia (R) puede calentarse si la corriente (I) es excesiva (riesgo de incendio).

Relación Entre Todos los Conceptos

Circuito de ejemplo: Lámpara incandescente

Datos:

Voltaje: 120 V (CA, 60 Hz)
Potencia: 60 W
Filamento (resistencia): 240 Ω (cuando está caliente)

Cálculos:

1. Corriente: I = P / V = 60W / 120V = 0.5A
2. Resistencia: R = V / I = 120V / 0.5A = 240Ω
3. Calor generado: Toda la potencia (60 W) se convierte en luz y calor
4. Frecuencia (60 Hz): El filamento se enciende y apaga 120 veces por segundo

Aplicaciones Prácticas

Concepto	Ejemplo de Uso
Voltaje	Batería de 12V (CC) para auto, o 220V (CA) para enchufes domésticos
Corriente	Un USB entrega 0.5A–3A; un aire acondicionado consume ~10A
Resistencia	Potenciómetro (resistencia variable) para regular volumen en un radio
Hz	WiFi usa 2.4 GHz o 5 GHz; la electricidad en casa es 50/60 Hz
Calor	Plancha (1000W), soldador (40W), o pérdidas en líneas de transmisión eléctrica

Guía de Electricidad Básica

1. Voltaje (Tensión Eléctrica)

Características:

Aplicación en circuitos:

2. Corriente Eléctrica (Intensidad)

Características:

Aplicación en circuitos:

3. Resistencia Eléctrica

Características:

Ejemplo práctico:

4. Potencia Eléctrica

Características:

Ejemplo de cálculo:

5. Frecuencia (Hertz, Hz)

Relación con circuitos:

6. Calor en Circuitos Eléctricos

Ejemplos:

Relación Entre Todos los Conceptos

Circuito de ejemplo: Lámpara incandescente

Aplicaciones Prácticas

Conclusión