Un circuito eléctrico es un conjunto de elementos que unidos de forma adecuada permiten el paso de electrones.
Está compuesto por:
- Generador o Acumulador.
- Hilo conductor.
- Receptor o Consumidor.
- Elemento de Maniobra.
En sentido real de la corriente va del polo negativo al positivo. Sin embargo, en los primeros estudios se consideró al revés, por ello cuando resolvemos problemas siempre consideremos que el sentido de la corriente eléctrica irá del polo positivo al negativo.
Generador o Acumulador: son aquellos elementos capaces de mantener una diferencia de potencial entre los extremos de un conductor.
Generadores primarios: tienen un sólo uso: pila.
Generadores secundarios: pueden ser recargados: baterías o acumuladores.
Hilo Conductor: formado por un material conductor, que es aquel que opone poca resistencia al paso de la corriente eléctrica.
Receptores: son aquellos elementos capaces de aprovechar el paso de la corriente eléctrica: motores, resistencias, bombillas.
Son dispositivos que nos permiten abrir o cerrar el circuito cuando lo necesitamos.
Pulsador: permite abrir o cerrar el circuito sólo mientras lo mantenemos pulsado.
Interruptor: permite abrir o cerrar un circuito y que este permanezca en la mismo posición hasta que volvamos a actuar sobre él.
Conmutador: permite abrir o cerrar un circuito desde distintos puntos del circuito. Un tipo especial es el conmutador de cruce que permite invertir la polaridad del circuito, lo usamos para invertir el giro de motores.
Elementos de Protección
Si los dispositivos que protegen el circuito de sobrecarga de tensión y al operario de posible accidente.
Fusible: formado por un hilo de cobre, colocado en serie en el circuito, que se funde si hay sobrecarga, abriendo el circuito. Impide que pueda quemarse algún componente.
Automáticos: abren el circuito cuando la intensidad de corriente aumenta.
Magnéticos: si hay exceso de corriente en el circuito se produce la atracción de una bobina magnética y se abre el circuito magnetotérmicos: si hay exceso de corriente se produce un calentamiento de una pastilla formada por dos metales con distinto coeficiente de dilatación, así uno dilata más que el otro. La pastilla se curva y el circuito se abre.
Diferencial: detectan variaciones mínimas de intensidad dentro del circuito debidas a derivaciones y abren el circuito.
Los Circuitos Eléctricos
Un circuito eléctrico es el recorrido de la electricidad a través de un conductor, desde la fuente de energía hasta su lugar de consumo. Las partes de un circuito eléctrico son: fuente de energía (pila, batería, enchufe), conductor (cable). fuente de consumo o dispositivo (bombillo, aparato eléctrico), interruptor o switch (apagador, enchufe).
Los tipos de Circuitos Eléctricos son:
Circuito abierto: cuando el recorrido no es continuo, el conductor no está completo porque el interruptor o switch está desconectado, cortando e paso de la corriente.
Circuito cerrado: cuando el recorrido es continuo y el interruptor está conectado, cediendo el paso de la corriente.
De acuerdo a la posición de los bombillos de un circuito, se dividen en:
Circuito en serie: el circuito funciona igual a una fila de hombres que se pasan un balde lleno de agua para apagar. Así funciona el circuito en serie. Los bombillos están conectados uno al lado del otro y la electricidad debe pasar por cada uno de ellos para volver al polo correspondiente. La intensidad de la luz depende de la potencia de la fuente. Si un bombillo se quema se interrumpe el paso de la electricidad y se apagan los bombillos restantes. Ejemplo de esto son las luces de navidad.
Las personas encargadas de instalar la electricidad en viviendas, comercios, oficinas y otros lugares, elaboran planos, dibujos gráficos para representar esquemas de instalaciones eléctricas y así evitar los cortocircuitos. Debido a esto, los fabricantes de aparatos eléctricos elaboran manuales con instrucciones para su instalación, utilizando símbolos o signos que representan los diferentes elementos del circuito. Observa a la derecha las formas de representar dichos elementos.
El Cortocircuito
El uso de la simbología está para planificar bien la distribución de la electricidad, de este modo se evita el cortocircuito. Cuando se unen dos polos iguales, dos dispositivos o dos negativos, se producen los cortocircuitos, chispazos y veces explosiones y quemaduras.
También estos pueden originarse por sobrecarga, cuando se tiene muchos dispositivos o enchufes, se recalientan los conductores o cables, derriten el aislante que los cubre y hace que se unan las dos cargas eléctricas, produciendo incendios y algunas veces la destrucción total de máquinas e inmuebles.
Tipos de Circuitos
En un circuito eléctrico existen tres formas de conectar los generadores y los receptores: serie, paralelo y mixto.
Montaje en Serie
Los elementos de un circuito están conectados en serie cuando se conectan uno a continuación del otro formando una cadena, de manera que la corriente que circula por un determinado elemento, sea la misma que circula por el resto. La tensión en los extremos del generador, será igual a la suma de todas las tensiones intermedias en los receptores. En caso de que uno de los receptores se estropee, se desconectan los demás. En la figura se muestra un circuito serie que tiene una lámpara, un timbre y un motor. Si uno de los tres receptores se estropea, los otros dos se desconectan porque se abre el circuito.
Montaje en Paralelo
Todos los elementos están conectados entre los mismos puntos y por tanto, a todos ellos se les aplica la misma diferencia de potencial. La intensidad de corriente que sale del generador es igual a la suma de las intensidades que circulan por los receptores. En caso de que un receptor se estropee, a los demás receptores no les ocurre nada, como se muestra en la figura.
Circuito Mixto
En un mismo circuito existen elementos conectados en serie y en paralelo, como se muestra en la figura es un circuito mixto.
Medidores Eléctricos
En un circuito eléctrico existen tres formas de conectar los generadores y los receptores: serie, paralelo y mixto.
Montaje en SerieLos elementos de un circuito están conectados en serie cuando se conectan uno a continuación del otro formando una cadena, de manera que la corriente que circula por un determinado elemento, sea la misma que circula por el resto. La tensión en los extremos del generador, será igual a la suma de todas las tensiones intermedias en los receptores. En caso de que uno de los receptores se estropee, se desconectan los demás. En la figura se muestra un circuito serie que tiene una lámpara, un timbre y un motor. Si uno de los tres receptores se estropea, los otros dos se desconectan porque se abre el circuito.
Montaje en ParaleloTodos los elementos están conectados entre los mismos puntos y por tanto, a todos ellos se les aplica la misma diferencia de potencial. La intensidad de corriente que sale del generador es igual a la suma de las intensidades que circulan por los receptores. En caso de que un receptor se estropee, a los demás receptores no les ocurre nada, como se muestra en la figura.
Circuito MixtoEn un mismo circuito existen elementos conectados en serie y en paralelo, como se muestra en la figura es un circuito mixto.
Medidores Eléctricos
Las mediciones se realizan con aparatos especialmente diseñados según la naturaleza de la corriente, es decir, si es alterna, continua o pulsante. Los instrumentos se clasifican por los parámetros de voltaje, tensión e intensidad.
Los parámetros que distinguen el uso de los instrumentos de medición son:
El Amperímetro
Es el instrumento que mide la intensidad de la corriente eléctrica. Su unidad de medida es el Amperio y sus submúltiplos, el miliamperio. Los usos dependen del tipo de corriente, ósea, que cuando midamos corriente continua, se usará el amperímetro de bobina móvil y cuando usemos corriente alterna, usaremos el electromagnético.
El Amperímetro de CC (corriente continua) pueden medir CA (corriente alterna), rectificando previamente la corriente, esta función se puede destacar en el multimetro. Si hablamos en términos básicos, el Amperímetro es un simple galvamómetro (instrumento para detectar pequeñas cantidades de corriente) con una resistencia paralela llamada Shunt. Los amperímetros tienen resistencias por debajo de 1 Ohmnio, debido a que no se disminuya la corriente a medir cuando se conecta a un circuito energizado.
Las resistencias Shunt amplia la escala de medición. Esta es conectada en paralelo al amperímetro y ahorra el esfuerzo de tener otros amperímetros de menor rango de medición a los que se van a medir realmente.
Uso del Amperímetro:
Utilidad del Amperímeto
Su principal uso es conocer la cantidad de corriente que circula por un conductor en todo momento, y ayuda al buen funcionamiento de los equipos, detectando alzas y bajas repentinas durante el funcionamiento. Además, muchos laboratorios lo usan al reparar y averiguar subidas de corriente para evitar el multifuncionamiento de un equipo.
Se usa además con un Voltímetro para obtener los valores de resistencia aplicando la Ley de Ohm. A esta técnica se le denomina el "Método del Voltímetro - Amperímetro".
El Voltímetro
Es el instrumento que mide el valor de la tensión. Su unidad básica de medición es el Voltio (V) con sus múltiplos: el Megavoltio (MV) y el Kilovoltio (KV) y sub-multiplos como el milivoltio (mV) y el micro voltio. Existen voltímetros que miden tensiones continuas llamadas voltímetros de bobina móvil y de tensiones alternas, los electromagnéticos.
Sus características son también parecidas a las del galvanómetro, pero con una resistencia en serie. Dicha resistencia debe tener un valor elevado para limitar la corriente hacia el voltímetro cuando circule la intensidad a través de ella y además porque el valor de la misma es equivalente a la conexión paralela aproximadamente igual a la resistencia interna, y por esto la diferencia del potencial que se mide (IxR) no varía.
Ampliación de la Escala del Voltímetro
El procedimiento de variar la escala de medición de dicho instrumento es colocándole o cambiándole el valor de la resistencia R por otro de mayor Ohmeaje, en este caso.
Uso del Voltímetro
Utilidad del Voltímetro
Conocer en todo momento la tensión de una fuente o de una parte de un circuito. Cuando se encuentran empotrados en el laboratorio, se utilizan para detectar alzas y bajas de tensión. Junto al Amperímetro, se usa con el método y nombrado.
El Ohmimetro:
Es un arreglo de los circuitos del Voltímetro, pero con una batería y una resistencia. Dicha resistencia es la que se ajusta en cero el instrumento en la escala de los Ohmios cuando hay cortocircuito en los terminales. En este caso, el Voltímetro marca la caída de voltaje de la batería y si ajustamos la resistencia variable, obtendremos el cero en la escala. Generalmente, estos instrumentos se venden en forma de Multimetro el cual es la combinación del Amperímetro, el Voltímetro y el Ohmimetro juntos. Los que se venden solos son llamados medidores de aislamiento de resistencia y poseen una escala bastante amplia.
Uso del Ohmimetro
Utilidad del Ohmimetro
Su principal utilidad consiste en conocer el valor Ohmico de una resistencia desconocida y de esta forma, medir la continuidad de un conductor y por supuesto detectar averías en circuitos desconocidos dentro de los equipos.
El Multimetro
El Multimetro Analógico:
Es el instrumento que utiliza en su funcionamiento los parámetros del amperímetro, el voltímetro y el ohmimetro. Las funciones son seleccionadas por medio de un conmutador. Por consiguiente todas las medidas de uso y precaución son iguales y es multifuncional dependiendo el tipo de corriente (CC o CA).
El Multimetro Digital (DMM)
Es el instrumento que puede medir al amperaje, el voltaje y el ohmiaje obteniendo resultados numéricos-digitales. Trabaja también con los tipos de corriente.
Comprende un grado de exactitud confiable, debido a que no existen errores de para el eje. Cuenta con una resistencia con mayor ohmiaje al del analógico y puede presentar problemas de medición debido a las perturbaciones en el ambiente causadas por la sensibilidad.
Los parámetros que distinguen el uso de los instrumentos de medición son:
- La intensidad la miden en Amperios.
- La tensión la miden en Voltios.
El Amperímetro
Es el instrumento que mide la intensidad de la corriente eléctrica. Su unidad de medida es el Amperio y sus submúltiplos, el miliamperio. Los usos dependen del tipo de corriente, ósea, que cuando midamos corriente continua, se usará el amperímetro de bobina móvil y cuando usemos corriente alterna, usaremos el electromagnético.
El Amperímetro de CC (corriente continua) pueden medir CA (corriente alterna), rectificando previamente la corriente, esta función se puede destacar en el multimetro. Si hablamos en términos básicos, el Amperímetro es un simple galvamómetro (instrumento para detectar pequeñas cantidades de corriente) con una resistencia paralela llamada Shunt. Los amperímetros tienen resistencias por debajo de 1 Ohmnio, debido a que no se disminuya la corriente a medir cuando se conecta a un circuito energizado.
Las resistencias Shunt amplia la escala de medición. Esta es conectada en paralelo al amperímetro y ahorra el esfuerzo de tener otros amperímetros de menor rango de medición a los que se van a medir realmente.
Uso del Amperímetro:
- Es necesario conectarlo en serie con el circuito.
- Se debe tener un aproximado de corriente a medir ya que si es mayor de la escala del amperímetro, lo puede dañar. Por lo tanto, la corriente debe ser menor de la escala del amperímetro.
- Cada instrumento tiene la posición en que se debe utilizar: horizontal, vertical o inclinada. Si no se siguen estas reglas, las medidas no serían del todo confiable y se puede dañar el eje que soporta la aguja.
- Todo instrumento debe ser inicialmente ajustado en cero.
- Las lecturas tienden ser más exactas cuando las medidas que se toman están intermedias a la escala del instrumento.
- Nunca se debe conectar un amperímetro con un circuito que este energizado.
Su principal uso es conocer la cantidad de corriente que circula por un conductor en todo momento, y ayuda al buen funcionamiento de los equipos, detectando alzas y bajas repentinas durante el funcionamiento. Además, muchos laboratorios lo usan al reparar y averiguar subidas de corriente para evitar el multifuncionamiento de un equipo.
Se usa además con un Voltímetro para obtener los valores de resistencia aplicando la Ley de Ohm. A esta técnica se le denomina el "Método del Voltímetro - Amperímetro".
El VoltímetroEs el instrumento que mide el valor de la tensión. Su unidad básica de medición es el Voltio (V) con sus múltiplos: el Megavoltio (MV) y el Kilovoltio (KV) y sub-multiplos como el milivoltio (mV) y el micro voltio. Existen voltímetros que miden tensiones continuas llamadas voltímetros de bobina móvil y de tensiones alternas, los electromagnéticos.
Sus características son también parecidas a las del galvanómetro, pero con una resistencia en serie. Dicha resistencia debe tener un valor elevado para limitar la corriente hacia el voltímetro cuando circule la intensidad a través de ella y además porque el valor de la misma es equivalente a la conexión paralela aproximadamente igual a la resistencia interna, y por esto la diferencia del potencial que se mide (IxR) no varía.
Ampliación de la Escala del Voltímetro
El procedimiento de variar la escala de medición de dicho instrumento es colocándole o cambiándole el valor de la resistencia R por otro de mayor Ohmeaje, en este caso.
Uso del Voltímetro
- Es necesario conectarlo en paralelo con el circuito, tomando en cuenta la polaridad si es CC.
- Se debe tener un aproximado de tensión a medir con el fin de usar el voltímetro apropiado.
- Cada instrumento tiene marcado la posición en que se debe utilizar: horizontal, vertical o inclinada.
- Todo instrumento debe ser inicialmente ajustado en cero.
Utilidad del Voltímetro
Conocer en todo momento la tensión de una fuente o de una parte de un circuito. Cuando se encuentran empotrados en el laboratorio, se utilizan para detectar alzas y bajas de tensión. Junto al Amperímetro, se usa con el método y nombrado.
El Ohmimetro:Es un arreglo de los circuitos del Voltímetro, pero con una batería y una resistencia. Dicha resistencia es la que se ajusta en cero el instrumento en la escala de los Ohmios cuando hay cortocircuito en los terminales. En este caso, el Voltímetro marca la caída de voltaje de la batería y si ajustamos la resistencia variable, obtendremos el cero en la escala. Generalmente, estos instrumentos se venden en forma de Multimetro el cual es la combinación del Amperímetro, el Voltímetro y el Ohmimetro juntos. Los que se venden solos son llamados medidores de aislamiento de resistencia y poseen una escala bastante amplia.
Uso del Ohmimetro
- La resistencia a medir no se debe conectar a ninguna fuente de tensión o a ningún otro elemento del circuito, pues causan mediciones inexactas.
- Se debe ajustar a cero para evitar mediciones erráticas a la falta de carga de la batería. En este caso, se debería de cambiar la misma.
- Al terminar de usarlo, es más seguro quitar la batería que dejarla, después al dejar encendido el instrumento, la batería se puede descargar totalmente.
Utilidad del Ohmimetro
Su principal utilidad consiste en conocer el valor Ohmico de una resistencia desconocida y de esta forma, medir la continuidad de un conductor y por supuesto detectar averías en circuitos desconocidos dentro de los equipos.
El Multimetro
El Multimetro Analógico:
Es el instrumento que utiliza en su funcionamiento los parámetros del amperímetro, el voltímetro y el ohmimetro. Las funciones son seleccionadas por medio de un conmutador. Por consiguiente todas las medidas de uso y precaución son iguales y es multifuncional dependiendo el tipo de corriente (CC o CA).
El Multimetro Digital (DMM)
Es el instrumento que puede medir al amperaje, el voltaje y el ohmiaje obteniendo resultados numéricos-digitales. Trabaja también con los tipos de corriente.
Comprende un grado de exactitud confiable, debido a que no existen errores de para el eje. Cuenta con una resistencia con mayor ohmiaje al del analógico y puede presentar problemas de medición debido a las perturbaciones en el ambiente causadas por la sensibilidad.
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