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Glosario técnico

Corriente Alterna

Hay otro caso en que el flujo de corriente circula en forma alternada, primero en un sentido y después en

el opuesto, en el tiempo, y dispone de frecuencia A este tipo de corriente se le llama corriente alterna,

pues su sentido, o dirección, si cambia en el tiempo. Ej. la energía eléctrica domiciliaria.

Se define como corriente alterna a aquella en que su polaridad está constantemente cambiando de signo,

por lo que el sentido de la corriente es uno (positivo) durante un intervalo de tiempo, y otro de sentido

contrario (negativo) en el intervalo siguiente. Obsérvese que siempre existe paso de corriente; lo que

varía constantemente es el signo (el sentido) de ésta.

Características de una de onda sinusoidal correspondiente a corriente alterna, cuya forma cambia

de polaridad en el tiempo.

Ej. corriente alterna: red de alumbrado domiciliario. En la foto adjunta vemos la pantalla de un

Osciloscopio mostrando un ciclo de tensión o

voltaje alterno.

Dicho de otro modo, la corriente alterna es

aquella en que la intensidad o corriente cambia de

sentido o dirección periódicamente en un

conductor, como consecuencia del cambio

periódico de polaridad de la tensión aplicada en

los extremos de dicho conductor.

Oscilograma de una forma de onda sinusoidal correspondiente a corriente alterna

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La variación de la tensión en el tiempo puede tener diferentes formas: senoidal (la forma fundamental y

mas frecuente en casi todas las aplicaciones de electrotecnia); triangular; cuadrada; trapezoidal; etc.

Estas otras formas de onda no sinusoidales son más frecuentes en aplicaciones electrónicas.

Oscilograma de una forma de onda sinusoidal correspondiente a corriente alterna y sus grados eléctricos

Una forma de onda alterna presente 360º grados eléctricos. Naturalmente, por tal razón para cambiar de

un sentido a otro, es preciso que pase por cero (0) grado eléctrico, por lo que el valor de la tensión no

será el mismo en todos los instantes o tiempo de transición. En dos momentos su valor es cero: en 0º y

en 180º, conocidos como cruce por cero, en jerga técnica. A este tipo de corriente se le llama

CORRIENTE ALTERNA, y, por el mismo motivo, se habla también de TENSION O VOLTAJE

ALTERNO.

Corriente Continua

La corriente continua (CC o VDC o DC, en forma abreviada), es el resultado del flujo de electrones

(carga negativa) sobre un conductor (alambre de cobre casi siempre), que va del terminal negativo al

terminal positivo de la batería (circula en una sola dirección), pasando por una carga o consumo (una

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resistencia, una ampolleta, por ejemplo). Sus características eléctricas no varían con el tiempo, y es la

que se emplea en todos los equipos electrónicos, los cuales utilizan como fuentes de tensión continua

una fuente de poder convertidora en su interior, o una o más pilas/baterías.

Corriente Continua (CC, VDC) Su polaridad no cambia en el tiempo

Circuito Conectado en Serie. Configuración de un

Pensemos en una guirnalda navideña. Este es un circuito serie. Seguramente habremos notado que las

ampolletas están conectadas una a continuación de la otra, como si fueran vagones de Metro, por

graficar un ejemplo. Si la guirnalda posee 22 ampolletas en configuración serie y conectadas a la red

domiciliaria, cada una de ellas empleará 10 voltios para su encendido, ocupando la capacidad de la

tensión de la línea domiciliaria de 220 voltios. Una configuración serie de este tipo se caracteriza por el

hecho que, independiente sea el número de ampolletas conectadas en serie, todas deben presentar el

mismo consumo de corriente. Dicho de otro modo, las características eléctricas de cada una de las

ampolleta de la serie debe ser 10 voltios, bajo un consumo individual de corriente equivalente a 200

miliamperes. Se da el caso que las ampolletas expresan su consumo en watts, entonces también podemos

decir que necesitamos para la serie ampolletas de 10 voltios y 2 watt de consumo, por ejemplo. Una de

más de 2 W. será la única que no encenderá en la serie. Una de menor consumo de corriente —1,5 watts,

por ejemplo— en la serie prenderá, pero se quemará de inmediato. Lo mismo es válido cuando se

conectan paneles solares en serie; todos deben presentar la misma capacidad de manejo de corriente.

Dicho de otro modo, si configuramos una serie con 3 paneles donde 2 entreguen 4A. y uno 2 A. este

último valor de corriente prevalecerá para la serie.

Si en la serie de nuestro ejemplo añadimos dos ampolletas más y del consumo requerido (200

miliamperes), la guirnalda prenderá igual, sólo que con menor fuerza luminosa, pues ahora los 220

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voltios de la red domiciliaria se estarán dividiendo entre 24 ampolletas, o sea cada una de ellas ocupará

para prender en tales condiciones 9,1 voltios.

Diagrama pictórico de resistencias en conexión SERIE

Circuito eléctrico de resistencia en conexión SERIE

Podemos conectar una serie conformada por dos ampolletas a la red domiciliaria, siempre que cada una

de ellas opere con 110 volts. En otras palabras, la serie puede estar formada por ampolletas de distintos

voltajes, los que sumados nos den 220 volts bajo el MISMO consumo de corriente individual, o sea 200

miliamperes cada una, como el caso del ejemplo.

Diagrama pictórico circuito eléctrico de ampolletas en conexión SERIE

Si intercalamos –ya lo dijimos- en la serie de nuestro ejemplo una ampolleta que requiera para operar

una corriente de 300 miliamperes, esta ampolleta en la serie no prenderá, pero las demás sí. Podemos

decir entonces, que en un circuito serie los voltajes parciales de los integrantes de la serie se suman y la

corriente que circula por ellos permanece igual para cada uno de ellos.

Un circuito serie es el que so emplea para armar un panel solar el cual contiene 36 celdas solares

conectadas en paralelo

Diagrama pictórico circuito eléctrico de ampolletas en

conexión SERIE

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El circuito paralelo

Si el caso fuera una conexión de ampolletas en paralelo, los requisitos para encender en estas

condiciones establecen que todas ellas deben consumir, por ejemplo 220 volts, siendo indiferente cuál

sea el consumo de corriente o potencia (Watts) individual. Dicho de otro modo, podemos conectar 3 o

más ampolletas de 220 voltios en paralelo, con consumos de corriente individuales tan diferentes como

100 y 200 miliamperes y encenderán sin problema. Lo que no podemos hacer en una configuración

paralelo es conectar una ampolleta de 200 volts en paralelo con una que opere con 110 voltios, pues está

última se quemará al instante. Dicho de otro modo, en una configuración en paralelo los voltajes deben

ser TODOS iguales para TODAS las ampolletas, pudiendo ser ellas de diferentes consumos de corriente

individualmente hablando

Un circuito paralelo es el que so emplea típicamente para agrupar paneles solares en un generador solar

fotovoltaico de tipo domiciliario.

Diagrama pictórico de resistencias en

conexión PARALELO

Circuito eléctrico de resistencias en conexión

PARALELO

Diagrama pictórico circuito de ampolletas en conexión

PARALELO

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Corriente eléctrica

Descrita en términos simples, la corriente eléctrica es un flujo ordenado de electrones que atraviesa un

material. Algunos materiales denominados «conductores» tienen electrones libres que pasan con

facilidad de un átomo a otro. El cobre es un buen ejemplo.

Estos electrones libres, si se mueven en una misma dirección conforme saltan de un átomo a átomo, se

vuelven en su conjunto una corriente eléctrica.

Para lograr que este movimiento de electrones se de en un sentido o dirección, es necesario una fuente

de energía externa.

Cuando se coloca un material eléctricamente neutro entre dos cuerpos cargados con diferente potencial

(tienen diferente carga), los electrones se moverán desde el cuerpo con potencial más negativo hacia el

cuerpo con potencia más positivo. Ej. Pila o batería.

El flujo de electrones va del potencial negativo al potencial positivo. A nivel científico aún no existe

acuerdo al respecto, por ello en tales círculos del conocimiento se toma por convención que el sentido de

la corriente eléctrica va desde el potencial positivo al potencial negativo. Nosotros funcionaremos con la

premisa comunmente aceptada por ahora: de negativo a positivo.

Esto se puede visualizar desde el punto de vista atómico como el espacio (hueco) que deja el electrón al

moverse de un potencial negativo a otro positivo. Conforme la teoría electrónica, este “hueco” es

positivo (ausencia de un electrón) y circula en sentido opuesto al electrón. No entraremos en mayores

análisis de tal teoría atómica por escaparse el tema del ámbito que nos interesa y de la intensión de este

Curso/Taller.

Diodo semiconductor

También conocido como diodo rectificador, a objeto de diferenciarlo, es el dispositivo semiconductor

más simple y se puede encontrar prácticamente en cualquier circuito electrónico. Los diodos se fabrican

en versiones de silicio (la más utilizada) y antiguamente de germanio.

Los diodos constan de dos partes, una llamada N y la otra llamada P, separados por una juntura llamada

barrera o unión. Esta barrera o unión representa una caída de tensión de 0.7 voltios, aproximadamente en

el diodo de silicio.

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Principio de operación un diodo

La sección tipo N tiene electrones y la sección positivo (P) tiene “huecos” (ausencia de electrones).

Cuando una tensión positiva se aplica al lado P (Anodo) y una negativa al lado N (Cátodo), los

electrones en el lado N son empujados al lado P y los electrones fluyen a través del material P más allá

de los límites del semiconductor. De igual manera, los huecos en el material P son empujados con una

tensión negativa al lado del material N y los “huecos” fluyen a través del material N.

En el caso opuesto, cuando una tensión positiva se aplica al lado N y una negativa al lado P, los

electrones en el lado N son empujados al lado N y los “huecos” del lado P son empujados al lado P. En

este caso los electrones en el semiconductor no se mueven y en consecuencia no hay conducción de

corriente.

El diodo se puede hacer trabajar de dos maneras diferentes:

En Polarización directa = ON:

Ocurre cuando la corriente que circula por el diodo sigue la ruta indicada por la flecha (la del diodo, ver

símbolo), o sea del ánodo (A) al cátodo (K). En este caso la corriente atraviesa el diodo con mucha

facilidad comportándose prácticamente como un corto circuito.

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Un diodo polarizado directamente en corriente continua equivale a un circuito cerrado.

En Polarización inversa = OFF:

Es cuando la corriente en el diodo intenta circular en sentido opuesto a la flecha (la flecha del diodo, ver

símbolo), o sea del cátodo (K) al ánodo (A). En este caso la corriente, no puede atravesar la juntura del

diodo, y se comporta prácticamente como un circuito abierto.

Un diodo polarizado inversamente en corriente continua equivale a un circuito abierto.

Electricidad

La electricidad es la acumulación o movimiento de electrones que han sido sacados de sus órbitas. Estos

electrones son los llamados electrones libres, que al ser sacados de sus órbitas dentro del átomo, se

mueven con facilidad por la materia. A esto se le denomina corriente eléctrica.

La corriente eléctrica se mide en Amperios (A) y sus submúltiplos, miliampere, microampere y se

simboliza como I.

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Hasta aquí se ha supuesto un flujo de corriente dada que va de una terminal a otra en, forma continua. A

este flujo de corriente se le llama corriente continua. Su sentido no cambia en el tiempo. Ej. La energía

entregada por una batería.

Hay otro caso en que el flujo de corriente circula en forma alternada, primero en un sentido y después en

el opuesto, en el tiempo, y dispone de frecuencia A este tipo de corriente se le llama corriente alterna,

pues su sentido, o dirección, si cambia en el tiempo. Ej. la energía eléctrica domiciliaria.

Resistencia

Cualquier elemento localizado en el paso de una corriente eléctrica, sea esta corriente continua o

corriente alterna, que cause oposición a que ésta circule, se denomina resistencia eléctrica o resistor.

Resistencia eléctrica utilizada en electrónica

Simbología de las resistencias utilizadas en electrónica

Las resistencias se representan gráficamente en planos eléctricos o electrónicos mediante símbolos con

la letra R y el valor de éstas se mide en Ohms u Ohmios.

Las resistencias o resistores son fabricadas en una amplia variedad de valores y diferentes materiales.

Hay resistencias con valores de Ohmmios, Kilohmmios, Megaohmmios. Estás dos últimas unidades se

utilizan para representar resistencias muy grandes. Se identifican mediante un código de colores.

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Semiconductor

En atención a que una celda solar es un semiconductor que convierte la energía lumínica en una tensión

eléctrica, veamos lo siguiente:

Se denomina semiconductor a cierto tipo de materiales eléctricamente conductores de electricidad

existentes en la naturaleza (arenas silicosas o silicio) cuya composición, mediante un proceso inducido,

ha sido contaminada con partículas de materiales aislantes —conocidos como dopantes— y de allí su

nombre: semiconductor. Con este tipo de materiales se construyen las CELDAS SOLARES, los diodos,

transistores, los chips o circuitos integrados, etc.

Tensión eléctrica. Diferencia de potencial.

Es la diferencia de potencial eléctrico provocado por la acumulación de cargas eléctricas en un punto de

un circuito, o en un material.

Si a un material se le quitan electrones, su carga eléctrica total será positiva (recordar que se le está

quitando a un átomo neutro —no tiene carga— electrones de carga negativa. Esto causa que el átomo ya

no sea neutro sino que tenga carga positiva.

Al material se le quitan electrones y su carga total será positiva

Si ahora al material se le aumentan los electrones (tiene ahora más de los que tiene cuando el átomo es

neutro), su carga total será negativa:

Al material se le agregan electrones (—) y su carga total será negativa

Si se tienen dos materiales con diferentes niveles o tipos de carga eléctrica, se dice entonces que hay una

diferencia de potencial entre ellos.

Para poder lograr cargar eléctricamente de alguna manera los materiales, es necesario aplicar energía al

átomo. Hay varios métodos para lograrlo:

por frotamiento

por presión

por calor

por magnetismo

por una acción química

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La unidad en que se mide la diferencia de potencial es el voltio (V).

Tensión (voltaje)

Para lograr que una ampolleta o diodo Led se encienda, o un dispositivo semiconductor (circuito

integrado, chip. etc.) funcione, debe circular por los cables a los cuales está conectado, una tensión

eléctrica.

Para que esta tensión o voltaje circule por los cables debe existir una fuerza, llamada Fuente de Fuerza

Electromotriz, por ejemplo una batería (en el caso de corriente continua), que es simplemente una fuente

de tensión., que tiene unidad de voltios

• 1 kilovoltio (Kv) = 1000 voltios (V)

• 1 milivoltio (mV.) = 1 / 1000V. = 0.001mV. = una milesima de voltios, o milivoltio (mV.)

Todos los componentes electrónicos están concebidos para operar a partir de tensión o voltaje continuo.

Normalmente las fuentes de tensión continua presentan en su salida un valor fijo. Ejemplo: 3, 6, 9, 12

Voltios, etc., pero hay casos de fuentes de tensión de salida variable, que tienen aplicaciones especiales.

Cuando hablamos del voltaje de una batería, o del voltaje que se puede obtener de un tomacorriente de la

red domiciliaria, estamos hablando también de una tensión. En el primer caso es una fuente de tensión

de corriente directa o continua, y en el segundo una fuente de tensión de corriente alterna. Tal vez la

forma más fácil de entender el significado de una tensión eléctrica, es haciendo una analogía con un

fenómeno de la naturaleza.

Si comparamos el flujo de la corriente continua con el flujo de la corriente de agua de un río y a la

tensión con la altura de una catarata (caída de agua), se puede entender a qué se refiere el término

tensión (diferencia de potencial), que sería en este caso la diferencia de altura de la caída de agua.

La diferencia de potencial se entiende mejor cuando se habla de la energía potencial.

La energía es la capacidad de realizar un trabajo y....

Energía potencial es la energía que se asocia a un cuerpo por la posición que tiene. (Acordarse de la

altura de la catarata)

Dos casos posibles:

Una fuente eléctrica que entregue una tensión elevada pero poca corriente: el caso de una caída de

agua muy alta con poco caudal.

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Una fuente eléctrica que entregue una tensión reducida pero con mucha corriente: el caso de una

caída de agua muy pequeña pero con mucha agua (mucho caudal).

Un caso interesante es aquél en que la fuente eléctrica tiene un valor de tensión elevada y entrega mucha

corriente. Este caso se presentaría en una caída de agua muy alta y la existencia de un caudal muy

grande. Este caso en especial, nos indicaría que tenemos una fuente de tensión con gran capacidad de

entrega de potencia.

La corriente continua, entonces, no cambia su magnitud ni su dirección con el tiempo.

No es equivocación, la corriente eléctrica directa o continua sale del terminal negativo y termina en el

positivo. Lo que sucede -recordemos- es que se trata de un flujo de electrones que tienen carga negativa.