Corriente eléctrica - Física

Universidad César Vallejo – Física I – Corriente Eléctrica
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UniversidadCésarVallejo–FísicaI–CorrienteEléctrica|
Corriente Electrica
LA CORRIENTE ELECTRICA
Lo que conocemos como corriente eléctrica no es otra cosa que la circulación de cargas o electrones a
través de un circuito eléctrico cerrado, que se mueven siempre del polo negativo al polo positivo de
la fuente de suministro de fuerza electromotriz (FEM).
Quizás hayamos oído hablar o leído en algún texto que el sentido convencional de circulación de la
corriente eléctrica por un circuito es a la inversa, o sea, del polo positivo al negativo de la fuente de
FEM. Ese planteamiento tiene su origen en razones históricas y no a cuestiones de la física y se debió
a que en la época en que se formuló la teoría que trataba de explicar cómo fluía la corriente eléctrica
por los metales, los físicos desconocían la existencia de los electrones o cargas negativas.
Al descubrirse los electrones como parte integrante de los átomos y principal componente de las
cargas eléctricas, se descubrió también que las cargas eléctricas que proporciona una fuente de FEM
(Fuerza Electromotriz), se mueven del signo negativo (–) hacia el positivo (+), de acuerdo con la ley
física de que "cargas distintas se atraen y cargas iguales se rechazan". Debido al desconocimiento en
aquellos momentos de la existencia de los electrones, la comunidad científica acordó que,
convencionalmente, la corriente eléctrica se movía del polo positivo al negativo, de la misma forma
que hubieran podido acordar lo contrario, como realmente ocurre. No obstante en la práctica, ese
“error histórico” no influye para nada en lo que al estudio de la corriente eléctrica se refiere.
REQUISITOS PARA QUE CIRCULE LA CORRIENTE
Para que una corriente eléctrica circule por un circuito es necesario que se disponga de tres factores
fundamentales:

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1.- Una fuente de fuerza electromotriz (FEM) como, por ejemplo, una batería, un generador o
cualquier otro dispositivo capaz de bombear o poner en movimiento las cargas eléctricas negativas
cuando se cierre el circuito eléctrico.
2.- Un camino que permita a los electrones fluir, ininterrumpidamente, desde el polo negativo de la
fuente de suministro de energía eléctrica hasta el polo positivo de la propia fuente. En la práctica ese
camino lo constituye el conductor o cable metálico, generalmente de cobre.
3.- Una carga o consumidor conectado al circuito que ofrezca resistencia al paso de la corriente
eléctrica. Se entiende como carga cualquier dispositivo que para funcionar consuma energía eléctrica
como, por ejemplo, una bombilla o lámpara para alumbrado, el motor de cualquier equipo, una
resistencia que produzca calor (calefacción, cocina, secador de pelo, etc.), un televisor o cualquier
otro equipo electrodoméstico o industrial que funcione con corriente eléctrica.
(1) Fuente de fuerza electromotriz (FEM). (2) Conductor. (3) Carga o resistencia conectada al circuito.
(4) Sentido de circulación de la corriente eléctrica.
Cuando las cargas eléctricas circulan normalmente por un circuito, sin encontrar en su camino nada
que interrumpa el libre flujo de los electrones, decimos que estamos ante un “circuito eléctrico
cerrado”. Si, por el contrario, la circulación de la corriente de electrones se interrumpe por cualquier
motivo y la carga conectada deja de recibir corriente, estaremos ante un “circuito eléctrico abierto”.
Por norma general todos los circuitos eléctricos se pueden abrir o cerrar a voluntad utilizando un
interruptor que se instala en el camino de la corriente eléctrica en el propio circuito con la finalidad
de impedir su paso cuando se acciona manual, eléctrica o electrónicamente.
INTENSIDAD ELECTRICA
La intensidad del flujo de los electrones de una corriente eléctrica que circula por un circuito cerrado
depende fundamentalmente de la tensión o voltaje (V) que se aplique y de la resistencia (R) en ohm
que ofrezca al paso de esa corriente la carga o consumidor conectado al circuito. Si una carga ofrece
poca resistencia al paso de la corriente, la cantidad de electrones que circulen por el circuito será
mayor en comparación con otra carga que ofrezca mayor resistencia y obstaculice más el paso de los
electrones.

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Analogía hidráulica. El tubo del depósito "A", al tener un diámetro reducido, ofrece más resistencia a
la salida del líquido que el tubo del tanque "B", que tiene mayor diámetro. Por tanto, el caudal o
cantidad de agua que sale por el tubo "B" será mayor que la que sale por el tubo "A".
Mediante la representación de una analogía hidráulica se puede entender mejor este concepto. Si
tenemos dos depósitos de líquido de igual capacidad, situados a una misma altura, el caudal de
salida de líquido del depósito que tiene el tubo de salida de menos diámetro será menor que el
caudal que proporciona otro depósito con un tubo de salida de más ancho o diámetro, pues este
último ofrece menos resistencia a la salida del líquido.
De la misma forma, una carga o consumidor que posea una resistencia de un valor alto en ohm,
provocará que la circulación de los electrones se dificulte igual que lo hace el tubo de menor
diámetro en la analogía hidráulica, mientras que otro consumidor con menor resistencia (caso del
tubo de mayor diámetro) dejará pasar mayor cantidad de electrones. La diferencia en la cantidad de
líquido que sale por los tubos de los dos tanques del ejemplo, se asemeja a la mayor o menor
cantidad de electrones que pueden circular por un circuito eléctrico cuando se encuentra con la
resistencia que ofrece la carga o consumidor.
La intensidad de la corriente eléctrica se designa con la letra (I) y su unidad de medida en el Sistema
Internacional (SI) es el ampere (llamado también “amperio”), que se identifica con la letra (A).
MEDICION DE LA INTENSIDAD DE CORRIENTE ELECTRICA O AMPERE
La medición de la corriente que fluye por un circuito cerrado se realiza por medio de un
amperímetro o un miliamperímetro, según sea el caso, conectado en serie en el propio circuito
eléctrico. Para medir ampere se emplea al "amperímetro" y para medir milésimas de ampere se
emplea el miliamperímetro.

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La intensidad de circulación de corriente eléctrica por un circuito cerrado se puede medir por medio
de un amperímetro conectado en serie con el circuito o mediante inducción electromagnética
utilizando un amperímetro de gancho. Para medir intensidades bajas de corriente se puede utilizar
también un multímetro que mida miliampere (mA).
El ampere como unidad de medida se utiliza, fundamentalmente, para medir la corriente que circula
por circuitos eléctricos de fuerza en la industria, o en las redes eléctricas doméstica, mientras que los
submúltiplos se emplean mayormente para medir corrientes de poca intensidad que circulan por los
circuitos electrónicos.
MATERIAL ELECTRICO
Es la magnitud física que expresa la cantidad de electricidadque fluye por un conductor en la
unidad de tiempo. Su unidad en el SistemaInternacional es el amperio.
Si dos cuerpos de carga igual y opuesta se conectan por medio de un conductor metálico, por
ejemplo un cable, las cargas se neutralizan mutuamente.
Esta neutralización se lleva a cabo mediante un flujo de electrones a través del conductor, desde el
cuerpo cargado negativamente al cargado positivamente (en ingenieríaeléctrica, se considera por
convención que la corriente fluye en sentido opuesto, es decir, de la carga positiva a la negativa). En
cualquier sistema continuo de conductores, los electrones fluyen desde el punto de menor potencial
hasta el punto de mayor potencial. Un sistema de esa clase se denomina circuito eléctrico.
En una linterna las cargas eléctricas se separan debido a las reacciones químicas que tienes lugar en
la pila, las cargas negativas o electrones fluyen a través de los cables la corriente eléctrica que fluye
por el filamento de la bombilla lo calienta y lo hace brillar y es por eso que todos los aparatos
eléctricos usan el flujo de electrones.
DESCARGA ELÉCTRICA
Entre dos conductores eléctricos (los clavos metálicos) se puede producir una descarga eléctrica. La
tensión de la descarga debe ser suficiente para superar el medio no conductor (el aireo el vacío) entre
los conductores. Si la tensión es demasiado reducida, no pasa corriente.
CORRIENTE ALTERNA

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La eléctrica que invierte periódicamente el sentido de su movimiento con una determinada
frecuencia.
CORRIENTE CONTINUA
Es la corriente eléctrica que fluye siempre en el mismo sentido. El flujo de una corriente continua
está determinado por tres magnitudes relacionadas entre sí. La primera es la diferencia de potencial
en el circuito, que en ocasiones se denomina fuerza electromotriz, tensión o voltaje. La segunda es la
intensidad de corriente. Esta magnitud se mide en amperios; 1 amperio corresponde al paso de unos
6.250.000.000.000.000.000 electrones por segundo por una sección determinada del circuito. La
tercera magnitud es la resistencia del circuito. Normalmente, todas las sustancias, tanto conductores
como aislantes, ofrecen cierta oposición al flujo de una corriente eléctrica, y esta resistencia limita la
corriente.
Para medir la intensidad de la corriente se utiliza el amperímetro. Éste se instala siempre en un
circuito de manera que por él circule toda la corriente, es decir, en serie.
MEDIDORES ELÉCTRICOS
Los medidores eléctricos permiten determinar distintas magnitudes eléctricas. Dos de estos
dispositivos son el amperímetro y el voltímetro, ambos variaciones del galvanómetro. En un
galvanómetro, un imán crea un campo magnético que genera una fuerza medible cuando pasa
corriente por una bobina cercana.
El amperímetro desvía la corriente por una bobina a través de una derivación (ilustrada debajo del
amperímetro) y mide la intensidad de la corriente que fluye por el circuito, al que se conecta en
serie. El voltímetro, en cambio, se conecta en paralelo y permite medir diferencias de potencial. Para
que la corriente que pase por él sea mínima, la resistencia del voltímetro (indicada por la línea
quebrada situada debajo) tiene que ser muy alta, al contrario que en el amperímetro.
RESISTENCIA
Propiedad de un objeto o sustancia que hace que se resista u oponga al paso de una corriente
eléctrica. La resistencia de un circuito eléctrico determina según la llamada ley de Ohm cuánta
corriente fluye en el circuito cuando se le aplica un voltaje determinado. La unidad de resistencia es
el ohmio, que es la resistencia de un conductor si es recorrido por una corriente de un amperio
cuando se le aplica una tensión de 1 voltio.
La abreviatura habitual para la resistencia eléctrica es R,y el símbolo del ohmio es la letra griega
omega, Ω. En algunos cálculos eléctricos se emplea el inverso de la resistencia, 1/ R, que se
denomina conductancia y se representa por G.
La unidad de conductancia es siemens, cuyo símbolo es S. Aún puede encontrarse en ciertas obras la
denominación antigua de esta unidad, mho. La unidad empleada para cuantificar la resistencia es el
ohmio (Ω), que se define como la resistencia que limita el flujo de corriente a 1 amperio en un

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circuito con una fuerza electromotriz. de 1 voltio. Se mide con un aparato llamado ohmímetro. La
ley de Ohm, llamada así en honor al físico alemán Georg Simon Ohm, que la descubrió en 1827,
permite relacionar la intensidad con la fuerza electromotriz.
Las resistencias de carbono constan de carbono pulverizado mezclado con cerámica y están
protegidos por un revestimiento de aislante estas resistencias suelen llevar códigos de bandas o
punto de colores para indicar su valor y su precisión.
Las resistencias variables son de varios tipos el más simple consta de un enrollamiento metálico
provisto de un contacto móvil destinado a modificar la longitud del hilo a través del cual circula la
corriente este dispositivo se llama reóstato.
Ohmímetro. Es un aparato diseñado para medir la resistencia eléctrica en ohmios. Debido a que la
resistencia es la diferencia de potencial que existe en un conductor dividida por la intensidad de la
corriente que pasa por el mismo, un ohmímetro tiene que medir dos parámetros, y para ello debe
tener su propio generador para producir la corriente eléctrica.
La resistencia de un conductor viene determinada por una propiedad de la sustancia que lo
compone, conocida como conductividad, por la longitud por la superficie transversal del objeto, así
como por la temperatura. A una temperatura dada, la resistencia es proporcional a la longitud del
conductor e inversamente proporcional a su conductividad y a su superficie transversal.
Generalmente, la resistencia de un material aumenta cuando crece la temperatura.
El término resistencia también se emplea cuando se obstaculiza el flujo de un fluido o el flujo de
calor. El rozamiento crea resistencia al flujo de fluido en una tubería, y el aislamiento proporciona
una resistencia térmica que reduce el flujo de calor desde una temperatura más alta a una más baja.
VOLTAJE
Es la diferencia de potencial que existe entre dos puntos de un conductor para que la corriente sea
de 1 amperio y la potencia disipada de 1 voltio.
El potencial eléctrico está relacionado con la energía potencial eléctrica. Por ejemplo, supongamos
que en un sistema existen dos objetos cargados, A y B. Si B se acerca a A , la energía potencial del
sistema cambia. El cambio en la energía potencial es igual a la carga de B, multiplicada por la
diferencia de potencial eléctrico entre las posiciones iniciales y final de B.
El instrumento más utilizado para medir la diferencia de potencial (voltaje) es un galvanómetro que
cuenta con una gran resistencia unida en serie a la bobina. Cuando se conecta un medidor de este
tipo a una batería o a dos puntos de un circuito eléctrico entre los que existe una diferencia de
potencial, circula una cantidad reducida de corriente (limitada por la resistencia en serie) a través del
medidor.

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La corriente es proporcional al voltaje, que se puede medir si el galvanómetro se calibra para ello.
Cuando se usa el tipo adecuado de resistencias en serie, un galvanómetro sirve para medir niveles
muy distintos de voltajes.
El instrumento más preciso para medir una fuerza electromotriz es el potenciómetro, que mide esta
magnitud al compararla con una fuerza electromotriz variable y de valor conocido, opuesta a la que
se quiere medir.
Para medir voltajes de corriente alterna se utilizan medidores de alterna con alta resistencia interior,
o medidores similares con una fuerte resistencia en serie.
Los demás métodos de medición del voltaje utilizan tubos de vacío y circuitos electrónicos y resultan
muy útiles para hacer mediciones a altas frecuencias.
Un dispositivo de este tipo es el voltímetro de tubo de vacío. En la forma más simple de este tipo de
voltímetro se rectifica una corriente alterna en un tubo de diodo y se mide la corriente rectificada
con un galvanómetro convencional. Otros voltímetros de este tipo utilizan las características
amplificadoras de los tubos de vacío para medir voltajes muy bajos
OSCILOSCOPIO
El osciloscopio se utiliza a menudo para tomar medidas en circuitos eléctricos. Es especialmente útil
porque puede mostrar cómo varían dichas medidas a lo largo del tiempo, o cómo varían dos o más
medidas una respecto de otra.
TIPOS DE CORRIENTES
Como vemos, la trifásica, podemos decir, que es la monofásica, que ya conocemos `´triplicada´´, por
lo cual, tendremos todas las energías monofásicas multiplicada por tres.
Es decir, si usamos las tres junta para el mismo trabajo, o carga, tendremos triple potencia, en el
campo que ante teníamos las variables de una sola fase.
Por ejemplo, EN MONOFASICA, tenemos:
1. Una corriente activa
2. Una corriente reactiva positiva o inductiva, que genera el CEM, que podemos transformar, en
energía mecánica o HP, por medio de un motor.
3. Una corriente reactiva negativa, o Capacitiva, que como sabemos compensa, la reactiva positiva.
4. Una Impedancia ( Z ),que permite regular la corriente.
5. Una fase, entre corriente y tensión.

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La protección, es de un solo diferencial.
Es decir, si tenemos conectados a la alimentación trifásica, tres líneas monofásicas. Tendremos que
colocar tres diferenciales, a la entrada, uno cada fase, y luego cada línea tendrá su tablero
secundario, de la que se tendrá el control de todas las sub líneas.
Como vemos, a partir de ahora, cada instalación, conectada a cada fase, se comporta como una
monofásica cualquiera de las ya estudiadas.
Pero en este caso, la empresa proveedora, nos entrega una línea de tres fase, por lo cual nos factura
el consumo total, de las tres, por lo que la facturación, depende de la diferencia, de consumo de cada
una.

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Si fuera monofasica, tendriamos solo tres energias, dos reactivas, y una activa, controlada por un
solo medidor, por lo cual con hacer, las dos reactivas, iguales, en sus modulos, como son positivo y
negativos, se compensan, se transforman entre si, y no afecta a la instalacion.
Si representaramos, las variables, de las distintas energias, de iuna instalacion monofasica, con
vectores, tendriamos solo tres, a 90 grado entre si.
En cambio, en trifasica, tenemos todos tres elementos de cada uno de los anteriores, por lo cual,
podemos realizar múltiples combinaciones, incluidas todas las de monofásicas, multiplicada por
tres.
La proteccion respecto a tierra, la podemos realizar, con un diferencial TRIFASICO,o tres
monofásicos, según la carga aplicada.
Además tenemos la opción de usar las tres fasesen la misma aplicación, o trabajo, o carga, por lo que
triplicaremos la potencia, con mas rendimiento, que la misma potencia conectada en monofásica, es
decir mayor tension. Y menor intensidad de corriente, por lo cual meno perdida por caloría. No
olvidemos que la potencia transformada en calorías, depende de:
W = 0,24 . R . I2 . t (seg).
Si, la corriente, para la misma potencia que monofásica, por ejemplo, es 2 veces menor, las perdidas
por calorías, se reducen 4 veces, porque la intensidad I, es al cuadrado.
Este es el principal, motivo para usar la energia trifasica, cuando la carga exige, mucha intensidad de
corriente, al trabajar con doble fase, se trabaja con doble tension de fase ( 380 volt, en lugar de 220),
por lo cual disminuye la corriente en la misma proporción, y con eso la caída por temperatura.
Ademas como las tres, fases RST, usan un solo Neutro, con cuatro conductores, tenemos el
equivalente a los seis, que tendrian tre lineas monofasicas, independiente.
Es decir, si tendríamos tres fases independientes, necesitaríamos 6 conductores, para la misma
potencia, o sea R-N1 - S-N2 - T-N3- monofásica, en cambio usando el neutro común a todas las
fases, tenemos que tener solo cuatro conductores, RST, la fases, y N el neutro, ya `´ahorramos´´ 2
conductores.
Además, si aplicamos, la misma carga, a las tres fases, tampoco circula corriente por el neutro, por lo
que tendremos en uso con corriente eléctrica, solo los tres conductores de fase RST, por ejemplo:

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El problema, es precisamente, ese, si las tres cargas monofásicas, no son iguales, es decir no están en
fase, tenemos 6 vectores, tres cada fase, para controlar por medio de una sola resultante.
Como ya habrás podido apreciar, porque es más económico cuando la potencia es grande, emplear
energía trifásica, que Además podemos usar las tres fases, en forma monofásica, equilibrando las
tres cargas, por lo que en el neutro, pasa solo la corriente, del desequilibrio.
Es decir, la trifásica, permite al técnico instalador, una creatividad, que depende personalmente de
cada uno, y se cumple el dicho, de CEPEDE CAPACITACION TECNICA PERSONALIZADA, que la
transmite, a todos sus alumnos: que el conocimientos, para el control de la energía electromagnética,
se puede aprender, pero la aplicación, la puesta en práctica, del conocimiento, ES UN ARTE,
depende de las ideas personales de cada uno, siempre respectando las normas.

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