El documento presenta información sobre conceptos básicos de electricidad como la estructura atómica, corriente eléctrica, tipos de corriente, resistencia eléctrica y otros temas relacionados con circuitos eléctricos. El objetivo es proporcionar los conocimientos necesarios para abordar el análisis de circuitos eléctricos de manera sencilla. Se justifica la importancia de estos conceptos para que los futuros tecnólogos electrónicos puedan analizar, diseñar y solucionar aplicaciones electrónicas.

1. Carlos Javier Mojica Casallas Docente de Ingeniería Electrónica Universidad Santo Tomás Ambientes Virtuales de Aprendizaje en el aula

6. El átomo definición Estructura Atómica Protones neutrones Es la unidad más pequeña de un elemento Químico que mantiene su identidad o sus propiedades y que no es posible dividir mediante procesos químicos Electrones

7. Estructura Atómica protones neutrones electrones definiciones de carga negativa Partícula de carga eléctrica positiva Partículas carentes de carga eléctrica Partículas Elementales MODELOS ATOMICOS Dalton Thomson Rutherford Bohr

8. Diferencias entre conductores y no conductores En un material conductor el espacio entre orbitas es menor y prácticamente se solapan la banda de valencia y la de conducción Se podría pensar en la banda de conducción Como una autopista Que permite el movimiento De los electrones Que estarán allí de acuerdo a la Energía absorbida En los materiales no Conductores de la Corriente eléctrica, el espacio entre las orbitas es mayor y se Acentúa aun más entre la De valencia y la de conducción

10. Banda de Valencia Banda de Conducción La banda de valencia : está ocupada por los electrones de valencia de los átomos, es decir, aquellos electrones que se encuentran en la última capa o nivel energético de los átomos. Los electrones de valencia son los que forman los enlaces entre los átomos, pero no intervienen en la conducción eléctrica. La banda de conducción : está ocupada por los electrones libres , es decir, aquellos que se han desligado de sus átomos y pueden moverse fácilmente. Estos electrones son los responsables de conducir la corriente eléctrica. En consecuencia, para que un material sea buen conductor de la corriente eléctrica debe tener electrones en la banda de conducción. Cuando la banda esté vacía, el material se comportará como un aislante. Entre la banda de valencia y la de conducción existe una zona denominada banda prohibida o gap , que separa ambas bandas y en la cual no pueden encontrarse los electrones.

19. Grafico de la sinusoide que posee una Corriente alterna. ( C.A) Gráfico de una corriente Directa (C.D) o continua (C.C) Gráfico de la sinusoide que posee una corriente alterna (C.A.). Gráfico de la sinusoide que posee una corriente alterna (C.A.). Gráfico de la sinusoide que posee una corriente alterna (C.A.).

20. La corriente alterna se diferencia de la directa en que cambia su sentido de circulación periódicamente y, por tanto, su polaridad. Esto ocurre tantas veces como frecuencia en hertz ( Hz ) tenga esa corriente . A la corriente directa ( C.D. ) también se le llama "corriente continua" ( C.C. ).

21. La corriente alterna es el tipo de corriente más empleado en la industria y es también la que consumimos en nuestros hogares. La corriente alterna de uso doméstico e industrial cambia su polaridad o sentido de circulación 50 ó 60 veces por segundo, según el país de que se trate. Esto se conoce como frecuencia de la corriente alterna.

22. Aunque desde hace años el Sistema Internacional de Medidas (SI) estableció oficialmente como “ampere” el nombre para designar a unidad de medida del amperaje o intensidad de la corriente eléctrica, en algunos países de habla hispana se le continúa llamando “amperio recibe ese nombre en honor al físico y matemático francés André -Marie Ampère (1775 – 1836), quién demostró que la corriente eléctrica, al circular a través de un conductor, producía un campo magnético a su alrededor. Ley de Ampere El ampere Este físico formuló también la denominada

23. Físico y matemático francés. Demostró en la práctica que una corriente eléctrica circulando a lo- largo de un cable conductor, produce un campo magético a su alrededor. André-Marie Ampère sentó así las bases de la electrodinámica demostrando la creación de campos magnéticos cuando la corriente eléctrica atraviesa un conductor y la estrecha relación existente entre ambos fenómenos, es decir, entre la electricidad y el magnetismo. La aplicación práctica de la electrodinámica se convirtió después en algo fundamental para el desarrollo de la ciencia y la técnica a partir del siglo 19. ANDRÉ-MARIE AMPÈRE (1775 – 1836) Desde 1820 André-Marie Ampère se interesó por el estudio de la teoría de la electricidad y el magnetismo. Basado en las investigaciones realizadas por el físico danés Hans Christian Ørsted, relacionadas con el movimiento de una aguja magnética cuando se encuentra próxima a un flujo de corriente eléctrica, pudo demostrar que el paso de ésta a través de un cable conductor era capaz de producir un campo magnético a su alrededor. Posteriormente demostró también que la dirección de las líneas de fuerza del campo magnético que se producía estaba directamente relacionada con la dirección que llevaba el flujo de la propia corriente que circulaba por el conductor

26. En el caso de los metales los elementos portadores de cargas son los electrones libres, o sea, aquellos que se ubican en las últimas orbitas del átomo , y que por lo tanto se encuentran muy poco influenciado por el núcleo. Otro concepto de relevancia al momento de estudiar la corriente eléctrica es lo referente a la densidad de corriente, la cual relaciona la intensidad de corriente con el área de la sección transversal del conductor: (3) Donde: J: densidad de corriente, A/m 2 A: área de la sección transversal del conductor, m 2 I: corriente eléctrica, A : velocidad de arrastre de los elementos portadores de carga, m/s n: densidad de portadores de carga, partículas libres / m 3

27. Resistencia eléctrica es toda oposición que encuentra la corriente a su paso por un circuito eléctrico cerrado, atenuando o frenando el libre flujo de circulación de las cargas eléctricas o electrones. Cualquier dispositivo o consumidor conectado a un circuito eléctrico representa en sí una carga, resistencia u obstáculo para la circulación de la corriente eléctrica. QUÉ ES LA RESISTENCIA ELÉCTRICA

30. Todos los materiales y elementos conocidos ofrecen mayor o menor resistencia al paso de la corriente eléctrica, incluyendo los mejores conductores Los metales que menos resistencia ofrecen son el oro y la plata, pero por lo costoso que resultaría fabricar cables con esos metales, se adoptó utilizar el cobre, que es buen conductor y mucho más barato. RESISTENCIA DE LOS METALES AL PASO DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA Con alambre de cobre se fabrican la mayoría de los cables conductores que se emplean en circuitos de baja y media tensión. También se utiliza el aluminio en menor escala para fabricar los cables que vemos colocados en las torres de alta tensión para transportar la energía eléctrica a grandes distancias .

31. Símbolos de resistencias

32. Una amplia variedad de resistores, fijos o variables , son suficientemente grande para que se imprima su valor Resistivo en ohms en su encapsulado. No obstante, hay algunos demasiado pequeños para que puedan imprimirse números en ellos Para los resistores moldeados fijos de composición se imprimen cuatro bandas de color en un extremo del forro exterior (Figura 1). Cada color tiene el valor numérico que se indica en la Tabla 2. Las bandas de color que se leen siempre de izquierda a derecha desde el extremo que tiene la banda más cercana a él,como se ve en la Figura 1.

33. Figura 1 . Resistor fijo moldeado de composición donde se detalla su código de colores