1. QUÉ ES LA FUERZA ELECTROMOTRIZ (FEM)
1.1. Se denomina fuerza electromotriz (FEM) a la energía proveniente de cualquier fuente, medio o dispositivo que suministre corriente eléctrica. Para ello se necesita la existencia de una diferencia de potencial entre dos puntos o polos (uno negativo y el otro positivo) de dicha fuente, que sea capaz de bombear o impulsar las cargas eléctricas a través de un circuito cerrado. A. Circuito eléctrico abierto (sin carga o resistencia). Por tanto, no se establece la circulación de la corriente eléctrica desde la fuente de FEM (la batería en este caso). B. Circuito eléctrico cerrado, con una carga o resistencia acoplada, a través de la cual se establece la circulación de un flujo de corriente eléctrica desde el polo negativo hacia el polo positivo de la fuente de FEM o batería. Existen diferentes dispositivos capaces de suministrar energía eléctrica, entre los que podemos citar:
1.1.1. Pilas o baterías. Son las fuentes de FEM más conocidas del gran público. Generan energía eléctrica por medios químicos. Las más comunes y corrientes son las de carbón-zinc y las alcalinas, que cuando se agotan no admiten recarga. Las hay también de níquel-cadmio (NiCd), de níquel e hidruro metálico (Ni-MH) y de ión de litio (Li-ion) ,recargables. En los automóviles se utilizan baterías de plomo-ácido, que emplean como electrodos placas de plomo y como electrolito ácido sulfúrico mezclado con agua destilada. Máquinas electromagnéticas. Generan energía eléctrica utilizando medios magnéticos y mecánicos. Es el caso de las dinamos y generadores pequeños utilizados en vehículos automotores, plantas eléctricas portátiles y otrosusos diversos, así como los de gran tamaño empleado en las centrales hidráulicas, térmicas y atómicas, que suministran energía eléctrica a industrias y ciudades.
1.1.2. Celdas fotovoltaicas o fotoeléctricas. Llamadas también celdas solares,transforman en energía eléctrica la luz natural del Sol o la de una fuente de luz artificial que incida sobre éstas. Su principal componente es el silicio (Si). Uno de los empleos más generalizados en todo el mundo de las celdas voltaicas es en el encendido automático de las luces del alumbrado público en las ciudades. También se utilizan en el suministro de pequeñas cantidades de energía eléctrica para satisfacer diferentes necesidades en zonas apartadas hasta donde no llegan las redes del tendido de las grandes plantas generadoras. Las celdas fotovoltaicas se emplean también como fuente principal de abastecimiento de energía eléctrica en los satélites y módulos espaciales. Las hay desde el tamaño de una moneda hasta las del tamaño aproximado de un plato. Para obtener una tensión o voltaje más alto que el que proporciona una sola celda, se unen varias para formar un panel.
1.1.3. Termopares . Se componen de dos alambres de diferentes metales unidos por uno de sus extremos. Cuando reciben calor en el punto donde se unen los dos alambres, se genera una pequeña tensión o voltaje en sus dos extremos libres. Termopar de hierro-constantán (Fe-CuNi) Entre algunas de las combinaciones de metales utilizadas para la fabricación de termoparespodemos encontrar las siguientes: chromel-alumel (NiCr-NiAl), hierro-constantán (Fe-CuNi), chromel- constantán (NiCr-CuNi), cobre-constantán (Cu-CuNi), platino-rodio (Pt-Rh), etc. Los termopares se utilizan mucho como sensores en diferentes equipos destinados a medir, fundamentalmente, temperaturas muy altas, donde se hace imposible utilizar termómetros comunes no aptos para soportar temperaturas que alcanzan los miles de grados. . Propiedad de algunos materiales como el cristal de cuarzo
1.1.4. Efecto piezoeléctrico. Propiedad de algunos materiales como el cristal de cuarzo de generar una pequeña diferencia de potencial cuando se ejerce presión sobre ellos. Una de las aplicaciones prácticas de esa propiedad es captar el sonido grabado en los antiguos discos de vinilo por medio de una aguja de zafiro, que al deslizarse por los surcos del disco en movimiento convierten sus variaciones de vaivén en corriente eléctrica de audiofrecuencia de muy baja tensión o voltaje, que se puede amplificar y oír a un nivel mucho más alto.
2. Naturaleza de la corriente eléctrica
2.1. Corriente eléctrica: flujo neto de carga a través de una superficie. Al conectar mediante un cable conductor dos conductores con diferente potencial eléctrico se produce un paso de carga de uno hacia otro, i.e., una corriente eléctrica transitoria. Para mantener una corriente permanente, debemos mantener un campo eléctrico permanente en el interior del conductor, mediante la aplicación de una d.d.p. permanente.
2.2. Conducción Metales: electrones de valencia. Electrólitos: iones positivos y negativos. Descarga en gases: electrones (predominan) e iones positivos. Cascadas. Corriente de • Conducción: movimiento de portadores de carga en un medio material • Convección: transporte de materia cargada eléctricamente
3. Naturaleza de la corriente eléctrica
3.1. Intensidad de corriente Carga que atraviesa una sección recta del conductor en la unidad de tiempo; flujo de carga Neta
3.2. .- Densidad de corriente Sean n portadores de carga por unidad de volumen, cada uno con una carga q y moviéndose con velocidad v a lo largo de un conductor y sea la densidad de carga de portadores
3.3. - Ley de Ohm Se denomina resistencia o resistor (en lenguaje técnico) al componente electrónico diseñado paraintroducir una resistencia eléctrica determinada entre dos puntos de un circuito. En otros casos, como en las planchas, calentadores, etc., las resistencias se emplean para producir calor aprovechando el Efecto Joule. 6.5.b. Símbolos utilizados en los esquemas eléctricos: resistor resistor variable reóstato
4. Tipos comunes de resistencias eléctricas
4.1. Metálicas de potencia Resistencias bobinadas Película de carbón Óxidos metálicos Cubierta cerámica Ajustables Potenciómetros Reóstato
4.1.1. Código de colores En una resistencia tenemos generalmente 4 bandas de colores, aunque podemos encontrar algunas que tienen 5 bandas (4 de colores y 1 que indica tolerancia). Vamos a considerar la más general, la de 4 bandas; tomamos las 3 primeras y dejamos aparte la tolerancia (plateada o dorada): ▪ La primera banda representa el dígito de las decenas. ▪ La segunda banda representa el dígito de las unidades. ▪ El número así formado se multiplica por la potencia de 10 expresada por la tercera banda (multiplicador).