Electrónica: conceptos, definiciones, leyes, teoremas

La corriente eléctrica es una corriente de electrones que atraviesa un material.

Algunos materiales como los "conductores" tienen electrones libres que pasan con facilidad de un átomo a otro.

Estos electrones libres, si se mueven en una misma dirección conforme saltan de un átomo a átomo, se vuelven en su conjunto, una corriente eléctrica.

Para lograr que este movimiento de electrones se de en un sentido o dirección, es necesario unafuente de energía externa.

Cuando se coloca un material eléctricamente neutro entre dos cuerpos cargados con diferente potencial (tienen diferente carga), los electrones se moverán desde el cuerpo con potencial más negativo hacia el cuerpo con potencia más positivo. Ver la figura

Los electrones viajan del potencial negativo al potencial positivo. Sin embargo se toma por convención (Ver teoría del Fluido de Benjamín Franklin) que el sentido de la corriente eléctricava desde el potencial positivo al potencial negativo.

Esto se puede visualizar como elespacio (hueco) que deja el electrón al moverse de un potencial negativo a un positivo.

Este hueco es positivo (ausencia de un electrón) y circula en sentido opuesto al electrón.

La corriente eléctrica se mide en Amperios (A) y se simboliza con la letraI.

Hasta aquí se ha supuesto un flujo decorriente da va de un terminal a otro en, forma continua. A este flujo decorriente se le llama corriente continua.

Hay otro caso en que el flujo decorriente circula, en forma alternada, primero en un sentido y después en el opuesto. A este tipo de corriente se le llama corriente alterna.

División de corriente en resistencias en paralelo

Cuando una corriente se desplaza por una circuito de resistencias en paralelo, la corriente total se dividepasando una parte por una resistencia y la otra parte por la otra.

La cantidad de corriente que pasa por una resistencia depende del valor que esta tenga. A mayor valor, menoscorriente.

Para poder saber cual es la cantidad decorriente que pasa por cada una de ellas, se puede utilizar la siguiente fórmula:

I_R = C_I/C_RI_T

Donde:
I_R= corriente en la resistencia de interés.
C_I = conductancia por donde circula la corriente I_R
C_R= conductancia equivalente del circuito de las resistencias en paralelo
I_T = corriente total
y la conductancia C = 1/R. Ver Resistencia y conductancia

Otra forma de medir la corriente un poco mas larga pero mas fácil de entender es:

- Obtener la resistencia equivalente de las resistencias en paralelo
- Con la resistencia equivalente y la corriente total (conocida), se obtiene el voltaje en los terminales de esa resistencia equivalente (fórmula de Ley de Ohm)
- Utilizando otra vez la Ley de Ohm, pero esta vez en cada resistor obtenemos la corriente en cada una de ellas.

En este método no tenemos que aplicarel concepto de conductancia que es pocoutilizado

Ejemplo:

Si I (corriente total) = 6 amperios y estacorriente pasa por dos resistencias en paralelo de R1 = 5 ohmios y R2 = 10 ohmios.

¿Cuál será la corriente en cada una de las resistencias?

Obtenemos el circuito equivalente de lasresistencias en paralelo. Verresistores en serie y en paralelo

R_eq = (R₁xR₂) / (R₁+R₂) = 5 x 10 / 15 = 3.33 ohmios

Con la ley de Ohm se obtiene el voltaje aplicado a ellas.
V = I x R_eq = 6 amperios x 3.33 ohmios = 19.98 Voltios (20 Voltios)

Este voltaje es el que tiene cada una de las resistencias (están en paralelo).

Nuevamente con la ayuda de la ley de Ohm, obtengo la corriente en cada resistencia.
I_R1 = V/R1 = 20/5 = 4 Amperios
I_R2 = V/R2 = 20/10 = 2 Amperios

Para comprobarlo, simplemente sumamos las corrientes de cada resistencia y debe dar la corrientetotal. Corriente total = I_R1+I_R2 = 4 Amperios + 2 Amperios = 6 Amperios

• Divisor de intensidad

Dos o más resistencias conectadas en paralelo forman un divisor de intensidad. De acuerdo con la primera ley de Kirchhoff o ley de los nudos, la corriente que entra en un nudo es igual a la suma de las corrientes que salen de él, por lo que seleccionando valores adecuados de resistencias se puede dividir una corriente en los valores que se precisen.

En el caso particular de un divisor de dos resistencias, es posible determinar las corrientes parciales que circulan por cada resistencia, I₁ e I₂, en función de la corriente total I, sin tener que calcular previamente la caída de tensión en la asociación. Para ello se utilizan las siguientes ecuaciones de fácil deducción:

La resistencia equivalente a la asociación de dos resistencias en paralelo resulta ser:

Es decir:

Y como, según la ley de Ohm:

Para calcular I_R1, aplicando de nuevo la ley de Ohm, tenemos:

Es decir:

Igualmente si repetimos los cálculos para IR2, obtenemos:

Es decir:

A partir del esquema del circuito de la figura, y para los valores indicados

Vt=6V. R1=200Ω. R2=300Ω. R3=600Ω.

Calcula:

• La intensidad que atraviesa cada resistencia.
• La caída de tensión en bornes de cada resistencia.
• La potencia que disipa cada resistencia.
• La potencia total que suministra la pila.

Para que practiques nuevamente el ejercicio anterior, aquí tienes una tabla con distintos datos sobre el mismo circuito que se ha resuelto paso a paso: En el encabezamiento de cada columna tienes la fórmula, como recordatorio, que debes aplicar en cada caso

V	R1	R2	R3	IR1	IR2	IR3	IT	PR1	PR2	PR3
				IR1=V/R1	IR2=V/R2	IR3=V/R3	IT=VT/RT	P1=I1·V	P2=I2·V	P3=I3·V
15V	180Ω	90Ω	60Ω
10V	300Ω	100Ω	150Ω
30V	1,2kΩ	2,4kΩ	0,8kΩ
60V	18kΩ	36kΩ	12kΩ
28V	21kΩ	14kΩ	42kΩ