Electricidad

Introducción

Un circuito eléctrico nos indica el camino que recorren los electrones. Para que estos puedan pasar a través del circuito, éste ha de estar cerrado.

A continuación vamos a trabajar sobre ello estudiando los elementos básicos que pueden formar parte de los circuitos eléctricos, así como montar circuitos sencillos, para ver la interconexión entre los distintos componentes, el sentido de la corriente eléctrica en cada uno de ellos, y ver cómo podemos medir la tensión y la intensidad de corriente colocando correctamente los aparatos de medida de dichas magnitudes.

El término se utiliza principalmente para definir un trayecto continuo compuesto por conductores, que incluye una fuente de fuerza electromotriz que transporta la corriente por el circuito.

Un circuito de este tipo se denomina circuito cerrado, y aquéllos en los que el trayecto no es continuo se denominan abiertos. Un cortocircuito es un circuito en el que se efectúa una conexión directa, sin resistencia, inductancia ni capacitancia apreciables, entre los terminales de la fuente de fuerza electromotriz.

Historia y origen del circuito

El descubrimiento o mejor dicho el desarrollo del circuito eléctrico están íntimamente legados al propio desarrollo de los conocimientos sobre el fenómeno de la electricidad.

Mientras la electricidad en su forma estática era todavía considerada poco más que un espectáculo de salón, las primeras aproximaciones científicas al fenómeno y a su capacidad para ser conducida por algún medio físico fueron hechas sistemáticamente por acuciosos investigadores durante los siglos XVII y XVIII.

Así fue como William Gilbert, hacia el 1600, emplea por primera vez la palabra electricidad y definió el término de fuerza eléctrica como el fenómeno de atracción que se producía al frotar ciertas sustancias. A través de sus experiencias clasificó los materiales en conductores y aislantes e ideó el primer electroscopio.

Poco después, hacia el 1672, Otto von Guericke, físico alemán, también incursionó en las investigaciones sobre electrostática. Observó que se producía una repulsión entre cuerpos electrizados luego de haber sido atraídos. Ideó la primera máquina electrostática y sacó chispas de un globo hecho de azufre, lo cual le llevó a especular sobre la naturaleza eléctrica de los relámpagos.

Charles François de Cisternay du Fay (París, 1698 – 1739), un físico francés, dedicó su vida al estudio de los fenómenos eléctricos.

Du Fay, entre otros muchos experimentos, observó que una lámina de oro siempre era repelida por una barra de vidrio electrificada.

Publicó sus trabajos en 1733 siendo el primero en identificar la existencia de dos tipos de cargas eléctricas (las denominadas hoy en día positiva y negativa), que él llamó carga vitria y carga resinosa, debido a que ambas se manifestaban: de una forma al frotar, con un paño de seda, el vidrio (carga positiva) y de forma distinta al frotar, con una piel, algunas sustancias resinosas como el ámbar o la goma (carga negativa).

Pieter van Musschenbroek, físico holandés (Leyden, 14 de marzo de 1692 – 19 de septiembre 1761), a partir de 1740 realizó varios experimentos sobre la electricidad. Uno de ellos llegó a ser famoso: se propuso investigar si el agua encerrada en un recipiente podía conservar cargas eléctricas.

Durante esta experiencia unos de sus asistentes cogieron la botella y recibió una fuerte descarga eléctrica. De esta manera fue descubierta la botella de Leyden y la base de los actuales capacitores.

Poco después, Sir William Watson (Londres, 3 de abril 1715 - 10 de mayo 1787), un naturalista, médico y físico inglés<, siguió estudiando los fenómenos eléctricos. Realizó reformas en la botella de Leyden agregándole una cobertura de metal, descubriendo que de esta forma se incrementaba la descarga eléctrica.

En 1747 demostró que una descarga de electricidad estática es una corriente eléctrica y se propaga mejor en un ambiente enrarecido que en condiciones normales. William Watson experimentó con la botella Leyden, descubriendo que una descarga de electricidad estática es equivalente a una corriente eléctrica.

Todas estas observaciones anteriores empiezan a dar sus frutos con Luigi Galvani, quien a partir aproximadamente de 1780 comenzó a incluir en sus conferencias pequeños experimentos prácticos que demostraban a los estudiantes la naturaleza y propiedades de la electricidad.

Tipos de circuitos

Circuitos Serie:

Todos sus componentes están conectados sucesivamente. La intensidad que circula por cualquier componente es esencialmente la misma. Son usados comúnmente en el alumbrado serie de calles, en estos alumbrados se presenta que al variar la carga, la intensidad se mantiene constante variando la fuerza electro motriz (fem) generada.

Circuitos paralelo, shunt o múltiples.

Sus componentes están dispuestos de tal modo que la intensidad se divide entre ellos. La intensidad que pasa por el generador varía con la carga manteniéndose prácticamente constante la fem generada. Se emplean en la distribución de energía eléctrica para todo tipo de aplicaciones.

Circuitos múltiple-serie o paralelo-serie.

Consta de un cierto número de sub-circuitos serie agrupados en paralelo. Son usados por ejemplo en las lámparas de incandescencia y los motores utilizados en ferrocarriles.

Circuito ramificado.

Es una forma especial de circuito múltiple o paralelo, sólo que aquí el número de conductores puestos en paralelo es pequeño, mientras que en un paralelo el número es grande.

Circuito integrado.

Son redes eléctricas formadas sobre o dentro un substrato, este substrato continuo está hecho de un material semiconductor o aislante y sirve de soporte para varios elementos interconectados. Sus elementos constituyentes contribuyen directamente a su funcionamiento y pueden ser diodos, transistores, resistencias, condensadores, etc.

Circuito integrado monolítico.

Circuito de una sola pieza, en el cual todos sus elementos se han formado en el mismo momento sobre un sustrato semiconductor, dentro del cual está formado al menos uno de los elementos. Tiene una estructura mono cristalina, es decir que su material semiconductor es el cristal. Está constituido por una capa fina de aluminio depositado llamada metalización, la cual hace las veces de los hilos conductores o de las conexiones de los circuitos impresos usados en el ensamble de elementos discretos. Un CI monolítico es una laminilla de silicio tratado, por esto se le llama chip. Existen algunos de estos circuitos aislados por un dieléctrico para realizar

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