5. Prevención de accidentes más comunes. Normas y recomendaciones
6. Equipos de protección individual y medios de seguridad
Ejercicios de repaso y autoevaluación
Capítulo 1
Conceptos de electricidad
1. Introducción
A diario se utilizan todo tipo de electrodomésticos y dispositivos electrónicos en el hogar y en el trabajo sin considerar su funcionamiento. Todos los dispositivos eléctricos y electrónicos, desde una simple tostadora hasta un ordenador personal, funcionan por la electricidad.
En este capítulo se definen los conceptos básicos para comprender el funcionamiento de los aparatos eléctricos y electrónicos, que no son otros que las magnitudes eléctricas elementales y la actividad de un circuito eléctrico básico.
Finalmente se enumerarán los peligros potenciales de la electricidad y las medidas de precaución fundamentales que se deben observar al trabajar con la electricidad.
2. Aislantes y conductores. La corriente eléctrica
La materia está constituida por átomos formados por un núcleo que alberga su masa y su carga positiva, y una corteza alrededor de este que aloja la carga negativa.
Las partículas que albergan la carga positiva se denominan protones y se sitúan en el núcleo junto con los neutrones (partículas sin carga y con masa). La corteza del átomo, en realidad, está conformada por una serie de partículas llamadas electrones y que son las responsables de la carga negativa del átomo. Se dice que un átomo es neutro (sin carga) cuando presenta el mismo número de protones que de electrones.
Se denomina corriente eléctrica a la circulación de los electrones a través de un medio, generalmente un conductor. Los electrones se mueven como consecuencia de la atracción de un cuerpo cargado positivamente.
Nota
Dos cargas eléctricas del mismo signo se repelen.
Dos cargas eléctricas de distinto signo se atraen.
Una vez conocida la definición de corriente eléctrica se podrán justificar los distintos tipos de materiales en relación a esta. Según la estructura atómica que tenga un material, este facilitará o impedirá la circulación de corriente a través de él. Así se obtienen básicamente tres tipos de materiales, a saber:
1 Conductores. Tienen una estructura atómica dónde los electrones circulan libremente entre los átomos, facilitando así el paso de la corriente eléctrica a través de ellos. Los mejores conductores son los elementos metálicos, siendo los más representativos y utilizados como conductores eléctricos el oro, la plata, el cobre y el aluminio.
2 Aislantes. Tienen una estructura atómica muy estable que dificulta que los electrones se desplacen presentando gran resistencia a la corriente eléctrica. Existen muchos tipos de materiales aislantes, siendo los más conocidos el plástico, la madera, el papel, el vidrio y la porcelana.
3 Semiconductores. Se comportan como aislantes o conductores según la energía externa que se les aporte. El material semiconductor es muy útil y es el usado actualmente en la construcción de circuitos integrados de transistores. Los materiales semiconductores más conocidos son el silicio, el germanio y el arseniuro de galio.
3. Elementos básicos de un circuito. El circuito básico
Los elementos o componentes básicos que suelen configurar casi cualquier circuito eléctrico son: los conductores, generadores, receptores y controladores.
Los conductores son los que unen entre sí los diferentes elementos de un circuito permitiendo el paso de la corriente eléctrica a través de ellos. Estos componentes suelen ser cables de cobre, aluminio o plata que conectan el resto de componentes entre sí.
Los generadores son los encargados de suministrar la diferencia de potencial necesaria para imprimir movimiento a los electrones y así crear la corriente eléctrica. Estos componentes suelen ser pilas, baterías o fuentes de alimentación.
Los receptores son aquellos elementos del circuito que transforman la energía eléctrica en otro tipo de energía o en trabajo. Estos componentes son lámparas, resistencias, motores, y todo tipo de elementos que absorben la energía eléctrica y realizan una función específica con ella, transformándola en energía mecánica (motores), lumínica (lámparas) o calorífica (resistencias).
Los controladores o elementos de control son los que permiten actuar sobre el circuito permitiendo o impidiendo el paso de la corriente eléctrica. Estos componentes son interruptores, conmutadores, pulsadores, etc.
Cada componente eléctrico posee un símbolo estándar que lo distingue de los demás y permite dibujar el esquema de un circuito eléctrico sin ambigüedad. Los componentes básicos más utilizados y sus símbolos pueden verse en la siguiente figura.
3.1. El circuito básico
Un circuito eléctrico consiste en la interconexión eléctrica (mediante un conductor) de componentes electrónicos a través de los cuales puede circular la corriente, con el propósito de que realicen una función específica.
Un circuito puede ser cerrado, si por él circula corriente eléctrica, o abierto, si no circula la corriente eléctrica.
El circuito eléctrico básico se suele dibujar con al menos un componente de cada tipo para que tenga sentido. Así un circuito básico típico consta de una pila (generador), un interruptor (controlador), una lámpara (receptor o consumidor), y los cables o hilos conductores que unen todos estos componentes (conductores).
Recuerde
Los circuitos básicos constan de componentes generadores, controladores, receptores y conductores.
4. Magnitudes
Las magnitudes básicas de un circuito serán de gran utilidad a la hora de comprender su funcionamiento, ya que permiten cuantificar una serie de características imprescindibles para entender el funcionamiento