sábado, 20 de junio de 2015

Las magnitudes básicas en electricidad y electrónica

Las magnitudes básicas en electricidad y electrónica

Dr. Héctor Darío Aguirre Arvizu
Tecnología Robótica
15-06-21
Actualizado: 20-09-25

Conocer las magnitudes eléctricas es fundamental para todo electricista, estudiante de electrónica e incluso robotista.

Llamamos magnitud a aquella propiedad de la naturaleza que nos permite conocer a ésta en algún fenómeno físico. 

También se puede definir magnitud como la "propiedad de los cuerpos que puede ser medida, como el tamaño, el peso o la extensión" y, en nuestro caso, la electricidad.

Teoría Atómica Básica.

La teoría atómica, base de la electrónica y la electricidad como campos de conocimiento, considera que los átomos están formados por cargas positivas en el centro del mismo, y cargas negativas girando alrededor de él. La imagen que nos da es de un sol positivo y unos "planetas" negativos. Es una aproximación bastante buena para nuestros propósitos.

Estructura atómica básica
Modelo en movimiento:

La electricidad o Corriente Eléctrica es la circulación o movimiento de los electrones más externos de los átomos, que son empujados por una fuerza.

La corriente eléctrica estará dada por los electrones más externos de los átomos y por los electrones libres que no pertenecen a ningún átomo.


Corriente eléctrica formada por electrones

Existen dos tipos de corriente eléctrica, una llamada Continua, en la que todos los electrones circulan en una misma dirección, como se ve en la siguiente imagen.
Representación de la corriente eléctrica continua

Una animación al respecto:

La otra forma de corriente se llama Alterna, ya que los electrones circulan durante un tiempo en una dirección y después del mismo lo hacen en la dirección contraria.

Corriente eléctrica alterna

Representación en animación:


La corriente eléctrica se mide por una unidad llamada Amperio, que es el número de electrones que pasa por una superficie por segundo. Esta unidad se denomina así en honor a André-Marie Ampère, quien descubrió precisamente la circulación de electrones.


André-Marie Ampère

Podemos decir que el Amperio es la intensidad con que circula la corriente eléctrica.


Más formalmente:

"Un amperio es la corriente constante que, mantenida en dos conductores rectos paralelos de longitud infinita, de sección circular despreciable, y colocados a un metro de distancia en el vacío, produciría entre estos conductores una fuerza igual a 2 x 10-7 newton por metro de longitud."


Y aún hay más, un amperio puede definirse como:

“La circulación de 6,241 509 629 152 650 × 1018 electrones en un segundo por un punto específico.”

La fuerza que empuja a los electrones para formar la energía eléctrica se considera es un "potencial", a semejanza de la energía que acumula el agua al estar a cierta altura, como en las montañas, y que al caer forma los ríos.

Este potencial, también llamado Voltaje, para fines más prácticos, puede estar guardado como en el caso de una pila, dando una corriente eléctrica, o puede ser generado como en una planta eléctrica donde se deja caer agua que mueve una turbina, generando corriente alterna.


El potencial se mide en una unidad llamada Voltio, en honor a Alessandro Volta, quien fue uno de los primeros investigadores de la electricidad e inventó la "pila" que lleva su nombre.


Alessandro Volta

En términos de circulación de corriente eléctrica existen tres tipos de sustancias: las que la conducen, las que no lo permiten, y las que bajo ciertas condiciones lo permiten y en otras no. a las primeras se les llama conductoras, a las segundas aislantes y a las terceras semiconductores.

Toda sustancia, incluso las conductoras, presenta una oposición a que circulen por ella los electrones. A esa oposición se le llama Resistencia.

Para indicar qué tanto una sustancia permite o no la circulación de corriente eléctrica se ha diseñado una unidad llamada Ohmio, en honor a Georg Simon Ohm, quien encontró la relación matemática, muy sencilla, entre la corriente eléctrica y el voltaje que la impulsa.


Georg Simon Ohm

Luego entonces, resumiendo, las magnitudes básicas de la electricidad y la electrónica son la Corriente Eléctrica, el Voltaje o Potencial y la Resistencia. Sus respectivas unidades son el Amperio, el Voltio y el Ohmio.

En una siguiente entrega veremos la relación matemática de estas magnitudes.




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