Circuitos eléctricos


Un circuito eléctrico es el conjunto de elementos eléctricos conectados entre sí que permiten generar, transportar y utilizar la energía eléctrica con la finalidad de transformarla en otro tipo de energía como, por ejemplo, energía caloríca (estufa), energía lumínica (bombilla) o energía mecánica (motor). Algunos de los elementos de un circuito eléctrico son los siguientes:


Generador: Parte del circuito donde se produce la electricidad, manteniendo una diferencia de tensión entre sus extremos.


Conductor: Hilo por donde circulan los electrones impulsados por el generador.


Receptor: Son aquellos elementos capaces de aprovechar el paso de la corriente eléctrica para producir algún efecto. Transforman la energía eléctrica en otro tipo de energía útil. Entre ellos encontramos los motores, las resistencias, las lámparas, los zumbadores, etc.


Elementos de maniobra y control: Los elementos de control o de maniobra son dispositivos que nos permiten abrir o cerrar el circuito cuando lo necesitamos.


Elementos de protección: Son dispositivos que protegen al circuito de sobrecargas de tensión y al operario de posibles accidentes.



Circuito eléctrico.


Un circuito eléctrico es un recorrido cerrado cuyo fin es llevar energía eléctrica desde unos elementos que la producen hasta otros elementos que la consumen.


Generadores y acumuladores


Son los elementos que le proporcionan la energía al circuito; que provocan la diferencia de potencial eléctrico. Son por ejemplo las pilas, las baterías, los alternadores, las dinamos, etc.
Al polo positivo de una pila o de cualquier elemento electrónico se lo denomina ánodo y al polo negativo de la pila se le llama cátodo.


Pilas y baterías: Los acumuladores acumulan energía eléctrica en su interior, y la van "entregando" cuándo se conectan sus bornes a un circuito eléctrico. Es el caso de las pilas y baterías electroquímicas.
Las pilas y baterías electroquímicas son acumuladores de energía que proporcionan corriente continua gracias a unas reacciones químicas que tienen lugar en su interior.
Si conectamos varias pilas en serie podemos obtener una mayor diferencia de potencial. Por ejemplo, 6 pilas de 1,5 voltios dan lugar un voltaje total de 9 voltios.
Las pilas y baterías tienen dos polos, un positivo y otro negativo.
Por convenio, se considera que en un circuito la corriente eléctrica fluye desde el polo positivo al negativo de la pila.



Diferentes tipos de pilas.


Generadores: Los generadores producen energía eléctrica a partir de otra fuente de energía.
Los alternadores y dinamos transforman la energía mecánica en energía eléctrica. Los primeros producen corriente alterna y los segundos corriente continua.
Las células fotovoltaicas transforman la energía radiante del sol en energía eléctrica. Cuando la luz incide sobre una placa fotovoltaica se produce una diferencia de potencial.



Alternador de un automóvil.


Fuentes de alimentación: Una fuente de alimentación es un dispositivo que convierte la corriente alterna de la red (en nuestro país, 220V a 50 Hz) en otro tipo de corriente idónea al uso que se le vaya a dar.
Por ejemplo, la fuente de alimentación de una computadora de escritorio convierte los 220V de la red eléctrica en tensiones de 3.3V, 5V, 12V, etc, de corriente contínua.



Fuente de alimentación de una PC.


Conductores


Para que circule la corriente a través de un circuito necesitamos un medio conductor. Este medio está formado por un material conductor, que es aquel que presenta poca resistencia al paso de la corriente eléctrica. Por estos materiales los electrones pueden desplazarse libremente de un punto a otro se le conectamos una fuente de tensión entre dos puntos.



Cables


Los cables están formados, en general, por un conjunto de hilos de cobre (conductor) y están cubiertos por una envoltura de plástico (aislante).


Antes de conectar un cable a un componente debes pelar el plástico y retorcer los hilos de cobre como se muestra en la imagen, ya que un pequeño hilo que quede suelto puede provocar fallos en el circuito si hace contacto donde no debe.



Cables pelados.


Clasificación del cable según su flexibilidad:

Cable rígido: Está formado por un solo hilo de cobre y era el que se utilizaba tradicionalmente para las instalaciones en las viviendas.


Cable flexible: Al estar formado por multitud de hilos de cobre podemos doblarlo. Actualmente es el tipo de hilo que se utiliza en nuestras viviendas. Alargadores y regletas de la casa también suelen fabricarse con cables flexibles.


Clasificación del cable según el número de hilos conductores independientes (polos):

Unipolar: Cable formado por 1 único hilo conductor independiente. Suele utilizarse en instalaciones eléctricas.


Bipolar: Cable formado por 2 hilos conductores. Típico en los cables de los secadores de pelo, lámparas de mesitas de noche, etcétera.


Tripolar: Cable formado por 3 hilos conductores. Es el utilizado en la mayoría de los electrodomésticos (lavadora, frigorífico, horno, etcétera).


Multipolar: Formado por muchos hilos conductores independientes. Por ejemplo, de este tipo son los cables utilizados en las redes informáticas o telefónicas.



Tipos de cables.


Por último, dependiendo del consumo del aparato eléctrico, tendremos que utilizar un cableado más grueso o delgado. Técnicamente se hace referencia a la sección del hilo conductor. Por este motivo podemos observar en nuestras viviendas cómo el cable de un velador es mucho más delgado que el de un lavarropas ya que el consumo eléctrico del lavarropas es mayor.


Receptores


Un receptor eléctrico es un dispositivo capaz de transformar la energía eléctrica en otro tipo de energía. Existen, por supuesto, una enorme cantidad de receptores eléctricos. Los siguientes son algunos de los más utilizados:


Receptores térmicos: Son dispositivos que transforman la energía eléctrica en energía térmica (calor). Para conseguirlo utilizan una resistencia eléctrica. Ejemplos de receptores térmicos serían las estufas, calefactores, planchas, freidoras, secadoras, ....



Resistencia eléctrica de una freidora.


Receptores luminosos: Son dispositivos que transforman la energía eléctrica en energía luminosa (luz). Como ejemplo de receptores luminosos tenemos una amplia variedad de lámparas. Actualmente, estamos sustituyendo las lámparas que más consumen (bombillas incandescentes y halógenas) por otras que consumen menos (lámparas LED y de bajo consumo).



Lámparas eléctricas.


Receptores sonoros: Son dispositivos que transforman la energía eléctrica en sonido. Como ejemplo tenemos los altavoces y los zumbadores (timbre de la casa).



Parlante.


Receptores mecánicos: Son máquinas que transforman la energía eléctrica en energía mecánica, es decir, en movimiento. Como ejemplo de receptores mecánicos tenemos los motores eléctricos, que a su vez pueden ser de corriente continua o corriente alterna. Aplicaciones en las que se utilizan motores eléctricos serían un taladro, un exprimidor, juguetes, etcétera.
Así, un motor que funcionara en cualquiera de los enchufes de nuestra casa debería ser de corriente alterna y voltaje 220v, mientras que los motores que utilizamos con pilas son siempre de corriente continua.



Motores eléctricos.


Elementos de maniobra y control


Son los encargados de poner en funcionamiento a los receptores, es decir, se encargan de abrir o cerrar el circuito eléctrico. Tenemos los siguientes tipos:


Pulsador: Este elemento de control permite mantener el circuito cerrado mientras lo tengamos pulsado, es decir, mientras lo mantengamos pulsado, el receptor estará funcionando. El circuito más típico donde se utiliza el pulsador es el del timbre de la casa o en los porteros de los edificios. Se reconoce fácilmente porque al dejar de actuar sobre el pulsador, éste vuelve a su posición original, no se queda pulsado.



Circuito con pulsador.


Si el receptor sigue funcionando tras dejar de actuar sobre el pulsador es porque el receptor posee algún dispositivo inteligente que le indica que debe seguir encendido. Ejemplos de este tipo son los pulsadores de encendido de las computadoras, televisores, etcétera.


Interruptor: Este elemento de control cierra el circuito cuando actuamos sobre él pero a diferencia del pulsador, no necesita que nos quedemos con el dedo pulsándolo. Del mismo modo, cuando queremos apagar el receptor debemos actuar de nuevo sobre el interruptor. Se utiliza para encender y apagar un receptor desde un único sitio.



Circuito con interruptor.


En tu vivienda todos los elementos de control te parecerán iguales (exteriormente tienen la misma forma). Para saber cuáles de ellos son un interruptor recuerda que los interruptores se utilizan para encender y apagar un receptor desde un único lugar. Por ejemplo, como la lampara de tu mesita de noche sólo se puede encender desde un sitio, sabemos que utiliza un interruptor. Sin embargo, si la luz de tu habitación se puede encender y apagar desde la puerta de entrada y desde tu cama podrás decir que no han utilizado interruptores puesto que el receptor (lámpara) se puede encender y apagar desde dos sitios.


Conmutador simple: Este elemento se utiliza cuando queremos poder encender y apagar un receptor desde dos sitios diferentes. Por ejemplo, aquellas habitaciones que permiten encender la luz desde la puerta y desde la cama utilizan dos conmutadores simples. Al conmutador simple a veces se lo denomina llave combinada.



Circuito con conmutadores.


Un conmutador simple no se reconoce a simple vista puesto que todos los elementos de control son iguales por fuera. Para reconocerlo debes comprobar que sea utilizado para encender y apagar un receptor desde dos sitios.



Elementos de control comunes.


Elementos de protección


Son dispositivos que protegen al circuito de sobrecargas de tensión y al operario de posibles accidentes. Los más comunes son:


Fusible: Está formado por un hilo de cobre que se funde se hay sobrecarga, abriendo el circuito. Se coloca en serie con el circuito. Impide que pueda quemarse algún componente. El fusible se conecta en serie con los componentes que queremos proteger.



Diferentes fusibles.


Interruptor diferencial: Es el elemento de la instalación eléctrica en viviendas, locales o industrias, que se encarga de proteger a los usuarios frente a un mal funcionamiento de la instalación. Lo estudiaremos con más detalle al analizar las instalaciones eléctircas en viviendas.



Interruptores diferenciales


Instalación de puesta a tierra y contra rayos: Es una instalación que se dispone para llevar hasta el subsuelo aquellas corrientes que están presentes en el edificio y que pueden ser perjudiciales, (por ejemplo cuando existe alguna avería). La instalación contra el rayo añade a la puesta a tierra un pararrayos que atrae los rayos que caen en las inmediaciones del edificio, para así llevarlos también a la tierra y evitar que causen daño al edificio y a sus ocupantes.



Instalación de puesta a tierra


Símbolos más comunes utilizados en circuitos eléctricos


Para simplificar el dibujo de los circuitos eléctricos se utilizan esquemas con símbolos. Los símbolos representan los elementos del circuito de forma simplificada y fácil de dibujar. Veamos los símbolos de los elementos más comunes que se usan en los circuitos eléctricos.



Diferentes fusibles.


Video sobre circuitos eléctricos:


Generador casero:



Conductores eléctricos:



Fusibles: