Es fundamental para el desarrollo de bienes y servicios para el bienestar humano la producción y el consumo de Energía, constituyen elementos critico en el desarrollo de la sociedad, sin embargo, las tecnologías empleadas para su obtención dan origen o impactan sobre el medio ambiente, que a su vez terminan afectando negativamente el bienestar de los ciudadanos. 

El Sistema Argentino de Interconexión (SADI) es la principal red de transporte de energía eléctrica en la Argentina, colecta y distribuye la electricidad generada en todo el país. El mercado eléctrico lo comercializan empresas públicas, privadas y cooperativas, estas deben comprar la energía eléctrica en el Mercado Mayorista Eléctrico (MME). 

La energía se transporta cerrando un circuito nacional con grandes columnas y con un voltaje de500.000 voltios, luego son reducidas estas tensiones a 133.000 voltios en estaciones transformadoras ubicadas estratégicamente en los lugares de mayor consumo, finalmente por la ciudad , cada pueblo, tiene su unidad transformadora 133.000 v a 13.200 voltios, y finalmente por la ciudad circulan estas líneas de media tensión hasta los transformadores, que la reducen hasta tres líneas de 380 voltios y un neutro, cada una de estas líneas y el neutro forman los 220 voltios que es la energía eléctrica más utilizada en los hogares. 

De una forma u otra la electricidad interviene en la mayoría de los aspectos de nuestra vida, hoy con los avances tecnológicos se hace cada vez más necesario y se nota cuando no está disponible, (cuando hay un corte de energía eléctrica, quedamos sin transporte, sin ventilación, sin iluminación, sin refrigeración etc...) 

EL ATOMO 

La electricidad es una forma de energía que proviene del átomo. Las sustancias se componen de unos elementos pequeñísimos, llamados átomos, o de una combinación de átomos que son las moléculas y los compuestos. El átomo está formado por partículas: los electrones, los protones y los neutrones. El número y la disposición de estas partículas determinan que los átomos, las moléculas 

y los compuestos formen cada una de las sustancias que existen en la naturaleza.

Algunas de estas partículas tienen carga eléctrica (electricidad). Los protones tienen carga eléctrica positiva, mientras que los electrones tienen carga eléctrica negativa. Normalmente estas cargas están en equilibrio porque el número de protones es igual al número de electrones.

También puede suceder que no haya equilibrio, es decir que el átomo tenga más electrones que protones (carga negativa), en este caso la carga es negativa y el átomo se convierte en emisor de electrones (sobrantes). Inversamente puede suceder que al átomo le falten electrones (carga positiva), entonces el Átomo se convierte en receptor. En los dos casos decimos que el átomo está CARGADO ELECTRICAMENTE.

Por lo tanto, los electrones tienden a circular desde átomos emisores a otros átomos receptores. Esto se llama corriente eléctrica, expresión equivalente a circulación de electrones.

Materia es todo aquello que tiene localización espacial, posee una cierta. cantidad de energía, y está sujeto a cambios en el tiempo y a interacciones con aparatos de medida. En fisica y filosofía, materia es el término para referirse a los constituyentes de la realidad material objetiva, entendiendo por objetiva que pueda ser percibida de la misma forma por diversos sujetos. Se considera que es lo que forma la parte sensible de los objetos perceptibles o detectables por medios físicos. Es decir, es todo aquello que ocupa un sitio en el espacio, se puede tocar, se puede sentir, se puede medir, etc.

Se llama molécula a un conjunto de al menos dos átomos enlazados covalente que forman un sistema estable y eléctricamente neutro

La electricidad es una energía que se emplea para hacer funcionar artefactos, equipos y máquinas. Es producida, entre otros, en las centrales hidroeléctricas, aprovechando la fuerza de las corrientes de agua de los ríos que ponen en movimiento grandes generadores de electricidad. Esta energía es distribuida por medio de conductores eléctricos (cables) a las diferentes regiones del país; de ahí que nuestra vivienda puede contar con energía eléctrica.

La energía eléctrica produce una fuerza llamada voltaje, un flujo de electrones llamado corriente. Ambos constituyen la electricidad. Electricidad, transformador, generador, turbina de agua represada flujo

•  Carga eléctrica: una propiedad de algunas partículas subatómicas, que determina su interacción electromagnética. La materia eléctricamente cargada produce y es influenciada por los campos electromagnéticos.

•   Corriente eléctrica: un flujo o desplazamiento de partículas cargadas eléctricamente; se mide en amperios.

•  Campo eléctrico: un tipo de campo electromagnético producido por una carga eléctrica incluso cuando no se está moviendo. El campo eléctrico produce una fuerza en toda otra carga, menor cuanto mayor sea la distancia que separa las dos cargas. Además, las cargas en movimiento producen campos magnéticos.

•   Potencial eléctrico: es la capacidad que tiene un campo eléctrico de realizar trabajo; se mide en voltios.

•  Magnetismo: La corriente eléctrica produce campos magnéticos, y los campos magnéticos variables en el tiempo generan corriente eléctrica.

La electricidad se usa para generar:

•     luz mediante lámparas

•     calor, aprovechando el efecto Joule

•     movimiento, mediante motores que transforman la energía eléctrica en energía mecánica

•     señales mediante sistemas electrónicos, compuestos de circuitos eléctricos que incluyen componentes activos (tubos de vacío, transistores, diodos y circuitos integrados) y componentes pasivos como resistores, inductores y condensadores.

La corriente eléctrica es el flujo de carga eléctrica que recorre un material.También se puede definir como un flujo de partículas cargadas, como electrones o iones, que se mueven a través de un conductor eléctrico o un espacio. Se mide como la tasa neta de flujo de carga eléctrica a través de una superficie o en un volumen de control.  Se debe al movimiento de las cargas (normalmente electrones) en el interior del mismo. Al caudal de corriente (cantidad de carga por unidad de tiempo) se le denomina intensidad de corriente eléctrica (representada comúnmente con la letra I). En el Sistema Internacional de Unidades se expresa en culombios por segundo (C/s), unidad que se denomina amperio (A). Una corriente eléctrica, puesto que se trata de un movimiento de cargas, produce un campo magnético, un fenómeno que puede aprovecharse en el electroimán.

El instrumento usado para medir la intensidad de la corriente eléctrica es el galvanómetro que, calibrado en amperios, se llama amperímetro, colocado en serie con el conductor por el que circula la corriente que se desea medir.

Historia

Históricamente, la corriente eléctrica se definió como un flujo de cargas positivas (+) y se fijó el sentido convencional de circulación de la corriente, como un flujo de cargas desde el polo positivo al negativo. Sin embargo, posteriormente se observó gracias al efecto Hall, que en los metales los portadores de carga son negativos, electrones, los cuales fluyen en sentido contrario al convencional. En conclusión, el sentido convencional y el real son ciertos en tanto que los electrones como protones fluyen desde el polo negativo hasta llegar al positivo (sentido real), cosa que no contradice que dicho movimiento se inicia al lado del polo positivo donde el primer electrón se ve atraído por dicho polo creando un hueco para ser cubierto por otro electrón del siguiente átomo y así sucesivamente hasta llegar al polo negativo (sentido convencional). Es decir la corriente eléctrica es el paso de electrones desde el polo negativo al positivo comenzando dicha progresión en el polo positivo.

En el siglo xviii cuando se hicieron los primeros experimentos con electricidad, solo se disponía de carga eléctrica generada por frotamiento (electricidad estática) o por inducción. Se logró (por primera vez, en 1800) tener un movimiento constante de carga cuando el físico italiano Alessandro Volta inventó la primera pila eléctrica

Convenciones

En un material conductor, las partículas cargadas en movimiento que constituyen la corriente eléctrica se denominan portadores de carga. En los metales, que constituyen los cables y otros conductores de la mayoría de los circuitos eléctricos, los núcleos atómicos de los átomos cargados positivamente se mantienen en una posición fija, y los electrones cargados negativamente son los portadores de carga, libres de moverse en el metal. En otros materiales, especialmente los semiconductores, los portadores de carga pueden ser positivos o negativos, dependiendo del dopante utilizado. Los portadores de carga positivos y negativos pueden incluso estar presentes al mismo tiempo, como ocurre en un electrolito en una célula electroquímica.

Un flujo de cargas positivas da la misma corriente eléctrica, y tiene el mismo efecto en un circuito, que un flujo igual de cargas negativas en sentido contrario. Como la corriente puede ser el flujo de cargas positivas o negativas, o de ambas, se necesita una convención para la dirección de la corriente que sea independiente del tipo de portador de carga. La dirección de la "corriente convencional" se define arbitrariamente como la dirección en la que fluyen las cargas positivas. Los portadores con carga negativa, como los electrones (los portadores de carga en los cables metálicos y muchos otros componentes de los circuitos electrónicos), por lo tanto, fluyen en la dirección opuesta al flujo de corriente convencional en un circuito eléctrico.

Sentido de la corriente

Una corriente en un cable o elemento de circuito puede fluir en cualquiera de las dos direcciones. Al definir una variable 

 para representar la corriente, se debe especificar la dirección que representa la corriente positiva, normalmente mediante una flecha en el diagrama esquemático del circuito. Esto se llama la dirección de referencia de la corriente.

 Cuando se analizan circuitos eléctricos, la dirección real de la corriente a través de un elemento específico del circuito es normalmente desconocida hasta que se completa el análisis. En consecuencia, las direcciones de referencia de las corrientes se asignan a menudo de forma arbitraria. Cuando se resuelve el circuito, un valor negativo para la corriente implica que la dirección real de la corriente a través de ese elemento del circuito es opuesta a la de la dirección de referencia elegida.

Se denomina corriente continua o corriente directa (CC en español, en inglés DC, de direct current) al flujo de cargas eléctricas que no cambia de sentido con el tiempo. La corriente eléctrica a través de un material se establece entre dos puntos de distinto potencial. Cuando hay corriente continua, los terminales de mayor y menor potencial no se intercambian entre sí. Es errónea la identificación de la corriente continua con la corriente constante (ninguna lo es, ni siquiera la suministrada por una batería). Es continua toda corriente cuyo sentido de circulación es siempre el mismo, independientemente de su valor absoluto.

Su descubrimiento se remonta a la invención de la primera pila voltaica por parte del conde y científico italiano Alessandro Volta. No fue hasta los trabajos de Edison sobre la generación de electricidad, en las postrimerías del siglo xix, cuando la corriente continua comenzó a emplearse para la transmisión de la energía eléctrica. Ya en el siglo xx este uso decayó en favor de la corriente alterna, que presenta menores pérdidas en la transmisión a largas distancias, si bien se conserva en la conexión de redes eléctricas de diferentes frecuencias y en la transmisión a través de cables submarinos.

Desde 2008 se está extendiendo el uso de generadores de corriente continua a partir de células fotoeléctricas que permiten aprovechar la energía solar.

Cuando es necesario disponer de corriente continua para el funcionamiento de aparatos electrónicos, se puede transformar la corriente alterna de la red de suministro eléctrico mediante un proceso, denominado rectificación, que se realiza con unos dispositivos llamados rectificadores, basados en el empleo de diodos semiconductores o tiristores (antiguamente, también de tubos de vacío)​

Se denomina corriente alterna (simbolizada CA en español y AC en inglés, de alternating current) a la corriente eléctrica en la que la magnitud y dirección varían cíclicamente. La forma de onda de la corriente alterna más comúnmente utilizada es la de una onda senoidal.10​ En el uso coloquial, «corriente alterna» se refiere a la forma en la cual la electricidad llega a los hogares y a las empresas.

El sistema usado hoy en día fue ideado fundamentalmente por Nikola Tesla, y la distribución de la corriente alterna fue comercializada por George Westinghouse. Otros que contribuyeron al desarrollo y mejora de este sistema fueron Lucien Gaulard, John Gibbs y Oliver B. Shallenberger entre los años 1881 y 1889. La corriente alterna superó las limitaciones que aparecían al emplear la corriente continua (CC), la cual constituye un sistema ineficiente para la distribución de energía a gran escala debido a problemas en la transmisión de potencia.

La razón del amplio uso de la corriente alterna, que minimiza los problemas de trasmisión de potencia, viene determinada por su facilidad de transformación, cualidad de la que carece la corriente continua.​ La energía eléctrica trasmitida viene dada por el producto de la tensión, la intensidad y el tiempo. Dado que la sección de los conductores de las líneas de transporte de energía eléctrica depende de la intensidad, se puede, mediante un transformador, modificar la tensión hasta altos valores (alta tensión), disminuyendo en igual proporción la intensidad de corriente. Esto permite que los conductores sean de menor sección y, por tanto, de menor costo; además, minimiza las pérdidas por efecto Joule, que dependen del cuadrado de la intensidad. Una vez en el punto de consumo o en sus cercanías, la tensión puede ser de nuevo reducida para permitir su uso industrial o doméstico de forma cómoda y segura.

Las frecuencias empleadas en las redes de distribución son 50 y 60 Hz. El valor depende del país.

En general, la generación de energía eléctrica consiste en transformar alguna clase de energía (química, cinética, térmica, lumínica, nuclear, solar entre otras), en energía eléctrica. Para la generación industrial se recurre a instalaciones denominadas centrales eléctricas, que ejecutan alguna de las transformaciones citadas. Estas constituyen el primer pitón del sistema de suministro eléctrico un generador eléctrico; si bien estos no difieren entre sí en cuanto a su principio de funcionamiento, varían en función a la forma en que se accionan.

Desde que se descubrió la corriente alterna y la forma de producirla en los alternadores, se ha llevado a cabo una inmensa actividad tecnológica para llevar la energía eléctrica a todos los lugares habitados del mundo, por lo que, junto a la construcción de grandes y variadas centrales eléctricas, se han construido sofisticadas redes de transporte y sistemas de distribución. Sin embargo, el aprovechamiento ha sido y sigue siendo muy desigual en todo el planeta. Así, los países industrializados o del primer mundo son grandes consumidores de energía eléctrica, mientras que los países en vías de desarrollo apenas disfrutan de sus ventajas.

La demanda de energía eléctrica de una ciudad, región o país tiene una variación a lo largo del día. Esta variación es función de muchos factores, entre los que destacan: tipos de industrias existentes en la zona y turnos que realizan en su producción, climatología extremas de frío o calor, tipo de electrodomésticos que se utilizan más frecuentemente, tipo de calentador de agua que haya instalado en los hogares, la estación del año y la hora del día en que se considera la demanda. La generación de energía eléctrica debe seguir la curva de demanda y, a medida que aumenta la potencia demandada, se debe incrementar la potencia suministrada. Esto conlleva el tener que iniciar la generación con unidades adicionales, ubicadas en la misma central o en centrales reservadas para estos períodos. En general los sistemas de generación se diferencian por el periodo del ciclo en el que está planificado que sean utilizados; se consideran de base la nuclear y la eólica, de valle la termoeléctrica de combustibles fósiles, y de pico la hidroeléctrica principalmente (los combustibles fósiles y la hidroeléctrica también pueden usarse como base si es necesario). 

Dependiendo de la fuente primaria de energía utilizada, las centrales generadoras se clasifican en termoeléctricas (de carbón, petróleo, gas, nucleares y solares termoeléctricas), hidroeléctricas (aprovechando las corrientes de los ríos o del mar: mareomotrices), eólicas y solares fotovoltaicas. La mayor parte de la energía eléctrica generada a nivel mundial proviene de los dos primeros tipos de centrales reseñados. Todas estas centrales, excepto las fotovoltaicas, tienen en común el elemento generador, constituido por un alternador de corriente, movido mediante una turbina que será distinta dependiendo del tipo de energía primaria utilizada.

Por otro lado, un 64 % de los directivos de las principales empresas eléctricas consideran que en el horizonte de 2018 existirán tecnologías limpias, WN, accesibles y renovables de generación local, lo que obligará a las grandes corporaciones del sector a un cambio de mentalidad.​

Las mediciones o magnitudes eléctricas son los métodos, dispositivos y cálculos usados para medir cantidades eléctricas. La medición de cantidades eléctricas puede hacerse al medir parámetros eléctricos de un sistema. Usando transductores, propiedades físicas como la temperatura, presión, flujo, fuerza, y muchas otras pueden convertirse en señales eléctricas, que pueden ser convenientemente registradas y medidas.

En laboratorios de alta precisión, se realizan mediciones de cantidades eléctricas para determinar propiedades físicas fundamentales como la carga de un electrón o la velocidad de la luz, así como la definición de las unidades para las mediciones eléctricas, con precisión de algunas partes por millón. Diariamente se requieren mediciones eléctricas menos precisas en el sector industrial. Las mediciones eléctricas son una rama de la metrología.

Las magnitudes eléctricas son básicamente tres: voltaje, intensidad y resistencia.

 El voltaje(v), tensión o fuerza electromotriz es el impulso que mueve los electrones de un punto a otro para que circule la corriente eléctrica. Su unidad de medida es el Voltio(V). 

La Intensidad o corriente eléctrica, es el flujo o movimiento de electrones a traves de un conductor. La unidad de medida es el Amperio (A). 

La Resistencia (R), es la magnitud eléctrica que se caracteriza por ofrecer oposición al paso de los electrones por un conductor, es la propiedad fisca natural de algunos materiales. la resistencia se mide en Ohmios 

La Ley de Ohm, dice El flujo de corriente en ampere que circula por un circuito eléctrico cerrado, es directamente proporcional a la tensión o voltaje aplicado, e inversamente proporcional a la resistencia en ohm de la carga que tiene conectada, se puede entender con facilidad si se analiza un circuito donde están en serie, una fuente de voltaje (una batería de 12 voltios) y un resistor / resistencia de 6 ohms (ohmios).

          INTENSIDAD                            TENSIÓN                               RESISTENCIA 

Ejemplo 1 

Un circuito eléctrico está formado por una pila de petaca de 4'5V, una bombilla que tiene una resistencia de 90 , un interruptor y los cables necesarios para unir todos ellos. Se pide una representación gráfica del circuito y que se calcule la intensidad de la corriente que circulará cada vez que cerremos el interruptor. 

Ejemplo 2 

En un circuito con una resistencia y una pila de 20 V circula una corriente de 0,2 A. Calcular el valor de dicha resistencia . 

Ejemplo 3 

Cuál será la tensión que suministra una pila sabiendo que al conectarla a un circuito en el que hay una resistencia de 45 , la intensidad es de 0'1 A 

En un circuito en serie la corriente I que circula tiene el mismo valor en todas las partes del circuito, siendo la resistencia total la suma de las resistencias individuales.

La tensión U varía en las distintas partes del circuito, siendo:

U = E + E + E + …..+ E

Ello significa que si en un circuito de 220 V. se conectan varias lámparas en serie ellas encenderían muy tenuemente, y si una se quema se interrumpe todo el circuito y las lámparas se apagarán; por ello no se conectan lámparas en serie. 

Salvo casos particulares (como cuando tenemos una carga alimentada por algunas decenas de metros de conductor) en una instalación las cargas están conectadas en paralelo.

La gran mayoría de las instalaciones eléctricas posee cargas en paralelo. En esos circuitos uno de los cálculos más comunes consiste en determinar la corriente total exigida por las cargas, a fin de determinar la sección de los conductores y la protección del circuito. 

En un circuito con cargas en paralelo (si despreciamos la caída de tensión en los conductores) a cada una de las cargas estará aplicada la misma tensión y la corriente total será la suma de las corrientes de cada carga individual. La ley de Ohm puede ser aplicada a cada una de las cargas para determinar las corrientes.

I = I1 + I2 + I3+……+ In

La resistencia de una carga específica generalmente no es de interés, excepto como un paso para determinar la corriente o la potencia consumida. De este modo, la corriente total que circula en

un circuito con cargas en paralelo se puede calcular en base a la "resistencia equivalente del circuito", mediante la expresión.

1/Req = (1/R1) + (1/R2) + (1/R3) +…

1/Req = (P1/U12) + (P2/U22) + (P3/U32) +…

La resistencia de un equipamiento eléctrico se fija en la fase de proyecto, y cualquier cálculo que involucre esa magnitud deberá utilizar la tensión nominal del equipamiento y no la del circuito; por lo que las tensiones U1, U2, U3,.….pueden ser diferentes entre sí.

Si todas las cargas tuvieran la misma tensión nominal la expresión anterior se simplifica a:

1/Req = (P1+P2+P3) / U2 + …

Por lo tanto:

Req = (tensión nominal)2 / suma de la potencias nominales

Req = U2 / P

La ley de Ohm se aplica a cualquier parte del circuito tanto como al circuito completo. Puesto que la corriente es la misma en las tres resistencias de la figura 1, la tensión total se divide entre ellas.

La tensión que aparece a través de cada resistencia (la caída de tensión) puede obtenerse de la ley de Ohm.

Ejemplo: Si la tensión a través de R1 la llamamos E1, a través de R2, E2, y a través de R3, E3, entonces:

E1 = lxR1 = 0,00758A X 5000Ω = 37,9 V

E2 = lxR2 = 0,00758A X 20.000Ω = 151,5 V

E3 = lxR3 = 0,00758A X 8000 Ω= 60,6 V

La primera ley de Kirchhoff describe con precisión la situación del circuito: La suma de las tensiones en un bucle de corriente cerrado es cero. Las resistencias son sumideros de potencia, mientras que la batería es una fuente de potencia, por lo que la convención de signos descrita anteriormente hace que las caídas de potencial a través de las resistencias sean de signo opuesto a la tensión de la batería. La suma de todas las tensiones da cero. En el caso sencillo de una única fuente de tensión, una sencilla operación algebraica indica que la suma de las caídas de tensión individuales debe ser igual a la tensión aplicada.

E= E1 + E2 + E3

E= 37,9V + 151,5V + 60,6V

E= 250 V

En problemas como éste, cuando la corriente es suficientemente pequeña para ser expresada en miliamperios, se puede ahorrar cantidad de tiempo y problemas expresando la resistencia en kilohms mejor que en ohms. Cuando se sustituye directamente la resistencia en kilohms en la ley de Ohm, la corriente será en miliamperios si la FEM está en voltios.

Resistencias en paralelo: En un circuito con resistencias en paralelo, la resistencia total es menor que la menor de las resistencias presentes. Esto se debe a que la corriente total es siempre mayor que la corriente en cualquier resistencia individual. La fórmula para obtener la resistencia total de resistencias en paralelo es:

donde los puntos suspensivos indican que cualquier número de resistencias pueden ser combinadas por el mismo método.

En el caso de dos resistencias en paralelo (un caso muy común), la fórmula se convierte en: 

Ejemplo: Si una resistencia de 500 ohm   está en paralelo con una de 1200 ohm  , la resistencia total es: 

Hay otra solución para el problema. Suponga que las tres resistencias del ejemplo anterior se conectan en paralelo como se muestra en la figura 2. 

La corriente en cada una puede obtenerse de la ley de Ohm como se muestra más abajo, siendo 11 la corriente a través de RI,12 la corriente a través de R2, e 13 la corriente a través de R3.

Por conveniencia, la resistencia se expresará en kilohms, por tanto la corriente estará en miliamperios.

I1=E / R1=250V / 5K Ω  = 50mA

I2 = E / R2 = 250V / 20 KΩ  =12,5mA

I3 = E / R3 = 250 V/ 8 KΩ  = 31,25 mA

La corriente total es:

I total =I1 + I2 + I3 = 50 mA + 12,512,5mA + 31,2512,5mA = 93,75 mA

Este ejemplo ilustra la ley de corriente de Kirchhoff.

"La corriente que circula hacia un nodo o punto de derivación es igual a la suma de las corrientes que abandonan el nodo o derivación."

Por tanto, la resistencia total del circuito es:

Rtotal= E / I = 250V / 93,75mA = 2,667 KΩ

Amperímetro: este instrumento se utiliza para medir la intensidad de corriente eléctrica, tanto continúa como alternada, se simboliza con la letra (A) y su unidad es el amperio. El amperímetro se debe conectar en serie con la carga (lámparas, motores, etc., su resistencia interna es muy pequeña, casi un conductor. 

Vatímetro: este instrumento se utiliza para medir potencia, tanto en corriente continua como en corriente alterna, se simboliza con W y su unidad es el Watt. Su conexión es similar a los dos equipos anteriores, pero en este caso es un solo equipo (la bobina amperométrica ca conectada en serie y la voltimetro en paralelo). 

Un circuito eléctrico es un conjunto de elementos, conectados entre sí, de manera que formen uno o más caminos cerrados a través de los cuales pueda pasar una corriente eléctrica. Para que haya un circuito tiene que haber un camino cerrado. Esto es fundamental y es en lo que se basan muchos de los elementos de control de un circuito, para determinar si pasa o no corriente por el circuito, o por una parte de él.

Para que pase una corriente eléctrica por un circuito, no basta con que haya un camino cerrado. Es necesario también que ese camino esté formado por elementos conductores o semiconductores y que actúe una fuerza eléctrica sobre los electrones, que les obligue a moverse, de forma ordenada, en un determinado sentido. A su vez, esa fuerza eléctrica sólo será posible si en el circuito hay un elemento capaz de producirla. Dicho elemento recibe el nombre de generador.

Hay que tener en cuenta que el sentido de la corriente eléctrica que se utiliza en el estudio de circuitos eléctricos no es el del movimiento de los electrones, sino el contrario. Es decir, es como si las cargas que se movieran por el circuito fuesen positivas.

A continuación de describen los diferentes elementos que puede tener un circuito eléctrico. No todos los circuitos tienen elementos de todos los tipos, pero hay tres elementos que son imprescindibles: el generador, el receptor y los elementos de conexión.

•   GENERADORES: son los encargados de generar la energía eléctrica necesaria para el funcionamiento del circuito. Se caracterizan por  su fuerza  electromotriz,  la cual produce una diferencia de potencial entre sus bornes. (Los conceptos de fuerza electromotriz y de diferencia   dé   potencial   se   verán   más   adelante).   Ejemplos   de   generadores son: las pilas o baterías, los dinamos, los alternadores y las células fotovoltaicas.

•  RECEPTORES: son los encargados de transformar la energía eléctrica recibida en otro tipo de energía, produciendo un determinado efecto, como luz, calor, sonido, o movimiento. Ejemplos de receptores son: las resistencias, las bombillas, los motores, los timbres, o cualquier aparato eléctrico que consuma energía eléctrica. 

 ELEMENTOS DE CONEXIÓN: son los encargados de conectar entre sí los demás elementos del circuito. En los circuitos eléctricos suelen utilizarse cables de cobre, recubiertos de plástico, mientras que en los circuitos electrónicos suelen utilizarse placas de circuito impreso con pistas de cobre. 

·  ELEMENTOS DE CONTROL: son los encargados  de controlar el funcionamiento del circuito, ya sea controlando el paso de la corriente, como los interruptores y los pulsadores, o derivando la corriente por un camino u otro, como lo conmutadores, las llaves de cruce y los relés.   

·   ELEMENTOS DE PROTECCIÓN:  son los encargados de proteger a los elementos del circuito de posibles sobre cargas (intensidad muy elevada), o evitar que las personas sufran descargas peligrosas . Entre los primeros se encuentran los fusibles y los interruptores termomagneticos. Para proteger a las personas se utilizan los interruptores diferenciales. 

La toma de tierra, también denominado hilo de tierra, toma de conexión a tierra, puesta a tierra, pozo a tierra, polo a tierra, conexión a tierra, conexión de puesta a tierra, o simplemente tierra, se emplea en las instalaciones eléctricas para llevar a tierra cualquier derivación indebida de la corriente eléctrica a los elementos que puedan estar en contacto con los usuarios (carcasas, aislamientos, etc.) de aparatos de uso normal, por un fallo del aislamiento de los conductores activos, evitando el paso de corriente al posible usuario.

La puesta a tierra es una unión de todos los elementos metálicos que, mediante cables de sección suficiente entre las partes de una instalación y un conjunto de electrodos, permite la desviación de corrientes de falta o de las descargas de tipo atmosférico, y consigue que no se pueda dar una diferencia de potencial peligrosa en los edificios, instalaciones y superficie próxima al terreno.

Potencia es la velocidad a la que se consume la energía. Si la energía fuese un líquido, la potencia sería los litros por segundo que vierte el depósito que lo contiene. La potencia se mide en joule por segundo  (J/seg)  y se representa  con la  letra  "P".

Un J/seg equivale a 1 watt (W), por tanto, cuando se consume 1joule de potencia en un segundo, estamos gastando o consumiendo 1 watt de energía eléctrica.

La unidad de medida de la potencia eléctrica "P" es el "watt'', y se representa con la letra "W". Cuando una corriente eléctrica fluye en cualquier circuito, puede transferir energía al hacer un trabajo mecánico o termodinámico. Los dispositivos convierten la energía eléctrica de muchas maneras útiles, como calor, luz (lámpara   incandescente), movimiento (motor eléctrico), sonido (altavoz) o procesos químicos La electricidad se puede producir mecánica o químicamente por la generación de energía eléctrica, o también por la transformación de la luz en las células fotoeléctricas. Por último, se puede almacenar químicamente en baterías.

La forma más simple de calcular la potencia que consume una carga activa o resistiva conectada a un circuito eléctrico es multiplicando el valor de la tensión en volt (V) aplicada por el valor de la intensidad (1) de la corriente que lo recorre, expresada en Amper. Para realizar ese cálculo matemático se utiliza la siguiente fórmula: 

El resultado de esa operación matemática para un circuito eléctrico monofásico de corriente directa de corriente alterna estará dado en watt (W). Por tanto, si sustituimos la "P" que identifica la potencia por su equivalente, es decir, la "W' de watt, tenemos también que: P = W, por tanto, W=VxI

Si ahora queremos hallar la intensidad de corriente ( 1) que fluye por un circuito conociendo la potencia en watt que posee el dispositivo que tiene conectado y la tensión o voltaje aplicada, podemos despejar la fórmula anterior de la siguiente forma y realizar la operación matemática correspondiente:

Si observamos la fórmula 1 fluye por un circuito, multiplicado por 1 volt (V) de tensión o voltaje aplicado, tal como se representa a continuación.

expuesta al inicio, veremos que el voltaje y la intensidad de la corriente que fluye por un circuito eléctrico, son directamente proporcionales a la potencia, es decir, si uno de ellos aumenta o disminuye su valor, la potencia también aumenta o disminuye de forma proporcional. De ahí se deduce que, 1 watt (W) es igual a 1 ampere de corriente ( 1)que

1 watt = 1 volt · 1 ampere

Veamos, por ejemplo, cuál será la potencia o consumo en watt de un foco conectado a una red de energía eléctrica doméstica monofásica de 220 volt, si la corriente que circula por el circuito de la bombilla es de 0,45 ampere.

Sustituyendo los valores en la fórmula 1 tenemos:

P = V ·I

p = 220V . 0,45A

P = lOO watt

Es decir, la potencia de consumo de la bombilla será de 100 W .

De igual forma, si queremos hallar la intensidad de la corriente que fluye por la bombilla conociendo su potencia y la tensión o voltaje aplicada al circuito, podemos utilizar la fórmula 2, que vimos al principio. Si realizamos la operación utilizando los mismos datos del ejemplo anterior, tendremos:

De acuerdo con esta fórmula, mientras mayor sea la potencia de un dispositivo o equipo eléctrico conectado a un circuito consumiendo energía elctrica, mayor será la intensidad de corriente que fluye por dicho circuito, siempre y cuando el valor del voltaje o tensión se mantenga constante.

La unidad de consumo de energía de un dispositivo eléctrico se mide en watt-hora (vatio-hora), o en kilowatt-hora (kW-h) para medir miles de watt.

Normalmente las empresas que suministran energía eléctrica a la industria y el hogar, en lugar de facturar el consumo en watt-hora, lo hacen en kilowatt-hora  (kW-h). Si, por ejemplo, tenemos encendidas en nuestra casa dos lámparas de 500 watt durante una hora, el reloj registrador del consumo eléctrico registrará 1kW-h consumido en ese período de tiempo, que se sumará a la cifra del consumo anterior.

Una lámpara de 40 W consume o gasta menos energía que otra de 100 W. Por eso, mientras más equipos conectemos a la red eléctrica, mayor será el consumo y más dinero habrá que abonar después a la empresa de servicios a la que contratamos la prestación del suministro de energía eléctrica.

Para hallar la potencia de consumo en watt de un dispositivo, también se pueden utilizar, indistintamente, una de las dos fórmulas que aparecen a continuación:

En el primer caso, el valor de la potencia se obtiene elevando al cuadrado el valor de la intensidad de corriente en ampere (A) que fluye por el circuito, multiplicando a continuación ese resultado por el valor de la resistencia en ohm ( O) que posee la carga o consumidor conectado al propio circuito. En el segundo caso obtenemos el mismo resultado elevando al cuadrado el valor del voltaje de la red eléctrica y dividiéndolo a continuación por el valor en ohm ( n) que posee la resistencia de       la carga conectada.

El consumo en watt (W) o kilowatt (kW) de cualquier carga, ya sea ésta una resistencia o un consumidor cualquiera de corriente conectado a un circuito eléctrico, como pudieran ser motores, calentadores, equipos de aire acondicionado, televisores u otro dispositivo similar, en la mayoría de los casos se puede conocer leyéndolo directamente en una placa metálica ubicada, generalmente, en la parte trasera de dichos equipos. En los motores esa placa se halla colocada en uno de sus costados y en el caso de las bombillas de alumbrado el dato viene impreso en el cristal o en su base.

La fórmula para hallar la potencia de los equipos que trabajan con corriente alterna monofásica, teniendo  en cuenta su factor de potencia o Cos ф es   la siguiente:

P=V.I.Cos ф

De donde:

P =Potencia en watt (W)

V =Voltaje o tensión aplicado en volt (V)

I= Valor de la corriente en amper (A)

Cos ф= Coseno de "fi" (phi) o factor de potencia (menor que "1")

Si queremos conocer la potencia que desarrolla un motor eléctrico monofásico, cuyo consumo de corriente es de 10,4 amper (A), posee un factor de potencia o Cos <p = 0,96 y está conectado a

una red eléctrica de corriente alterna también monofásica, de 220 volt (V), sustituyendo estos valores en la fórmula anterior tendremos:

P = 220V x 10,4A x 0,96 = 2196,48 watt

Como  vemos,  la  potencia  de  ese  motor  eléctrico  será  de  2  196,48 watt.  Si convertimos  a continuación  los watt obtenidos como resultado  en kilowatt  dividiendo  esa cifra entre  1000, tendremos: 

2196,48/1000=2,2kW  aproximadamente.

Múltiplos y submúltiplos de la potencia en watt Múltiplos

kilowatt (kW) = 103 watt = 1 000 watt

kilowatt-hora (kW,-h) - Trabajo realizado por mil watt de potencia en una hora. Un kW-h es igual a 1 000 watt x 3 600 segundos, o sea, 3 600 000 joule (J).

Caballo de fuerza (HP) o caballo de Vapor (C.V.)

Los países anglosajones utilizan como unidad de medida de la potencia el caballo de vapor (C.V.) o Horse Power (H.P.) (caballo de fuerza).

1H.P. (o C.V.) = 736 watt = 0,736 kW

1kW = 1 / 0,736 H.P. = 1,36 H.P.

Cables: 

El color del aislamiento del cable permite su fácil identificación. Se emplean cables rígidos, aunque es aconsejable utilizar cables flexibles porque se manejan mejor. 

Secciones 

Todas las tomas de corriente se conectan al conductor de fase, al neutro y al de tierra. 

En una instalación eléctrica es la de cumplir con los requerimientos planteados durante el proyecto de la misma, tendientes a proporcionar el servicio eficiente que satisfaga la demanda de los aparatos que deberán ser alimentados con energía eléctrica. Las condiciones a considerar en una instalación eléctrica son:

Seguridad contra accidentes e incendios: La presencia de la energía eléctrica significa un riesgo para el humano, así como, la de los bienes materiales. Eficiencia y economía: Se debe conciliar lo técnico con lo económico Accesibilidad y distribución: Es necesario ubicar adecuadamente cada parte integrante de la instalación eléctrica, sin perder de vista la funcionalidad, la estética. Mantenimiento: Con el fin de que una instalación eléctrica aproveche al máximo su vida útil, resulta indispensable considerar una labor de mantenimiento preventivo adecuada

 En el tablero van instalado los elementos de protección, como ser la llave diferencial y la llave termomagnética, donde de ahí  sale las líneas principales a cada boca de iluminación,  por normas va una boca de iluminación cada 12m2.

Habitación de 12m2  con tablero.  

Si  el ambiente supera los 12m2  se colocan mas bocas de iluminación, como se muestran a continuación en el ejemplo . 

Ambientes de 36m2 

Otra forma de poner bocas de alimentación en 36m2 

Una ves colocada las bocas de iluminación se calcula la potencia total de la casa, para calcular la potencia de la casa hacemos una lista con todos los electrodomésticos que podría ir en la misma. Sumamos la potencia de todos eso electrodomésticos y de allí hayamos la corriente total, nos fijamos en la tabla y vemos la sección de la líneas principales.  

fijamos en la tabla y vemos la sección de la líneas principales.  

 En los ejemplos  marcados en la imagen anterior como  uno y dos,  se encuentra el código el cual indica la cantidad de cable que debemos pasar por el caño, el mismo  tiene una prioridad. Primero debemos indicar cantidad de cables perteneciente a fase y neutro ,luego separado con punto y coma vamos a indicar la cantidad de cable  que van a pasar como retorno volvemos a separar con punto y coma  eh indicamos la descarga a tierra. 

1-CIRCUITO SIMPLE CON TOMA CORRIENTE 

2- CIRCUITO SERIE CON TOMA CORRIENTES 

3-CIRCUITO PARALELO CON TOMA CORRIENTES 

4- CIRCUITO CON LLAVE DE COMBINADA 

5- CIRCUITO  CON LLAVE COMBINADA Y TOMA  CORRIENTE 

6-CIRCUITO DE VENTILADOR DE TECHO

7-CIRCUITO SENSOR DE MOVIMIENTO 

8- CIRCUITO DE FOTOCELULA