Circuitos eléctricos

1- ¿Qué es un circuito eléctrico?

Se denomina así a la trayectoria cerrada que recorre una corriente eléctrica. Este recorrido se inicia en una de las terminales de una pila, pasa a través de un conducto eléctrico (cable de cobre), llega a una resistencia (foco), que consume parte de la energía eléctrica; continúa después por el conducto, llega a un interruptor y regresa a la otra terminal de la pila.

2- Elementos básicos de un circuito eléctrico

– Generador de corriente eléctrica (pila o batería): Fuente de energía que genera un voltaje entre sus terminales logrando que los electrones se desplacen por el circuito.

– Conductores  (cables o alambre):  Llevan la corriente a los demás componentes del circuito a través de estos cables.

– Resistencia (foco): Transforma esta energía eléctrica en energía lumínica y calórica.

– Interruptor: Dispositivo de control, que permite o impide el paso de la corriente eléctrica a través de un circuito, si éste está cerrado y que, cuando no lo hace, está abierto. 

Todos los componentes de un circuito eléctrico son representados gráficamente mediante símbolos elementales aceptados por normas internacionales.

Existen otros dispositivos de control llamados fusibles (tapones automáticos), que pueden ser de diferentes tipos y capacidades. Un fusible es un dispositivo de protección tanto para ti como para el circuito eléctrico.

Sabemos que la energía eléctrica se puede transformar en energía calórica. Hagamos una analogía, cuando haces ejercicio, tu cuerpo está en movimiento y empiezas a sudar, como consecuencia de que está sobrecalentado. Algo similar sucede con los conductores cuando circula por ellos una corriente eléctrica (movimiento de electrones) y el circuito se sobrecalienta. Esto puede ser producto de un corto circuito, que es registrado por el fusible y ocasiona que se queme o funda el listón que está dentro de él, abriendo el circuito, es decir impidiendo el paso de corriente para protegerte a ti y a la instalación.

3- Tipos de circuitos eléctricos

Dependiendo de la manera en que se conectan los componentes de un circuito, estos pueden estar conectados en serie, en paralelo o de manera mixta, que es una combinación de estos dos últimos.

3.1- Circuito en serie

– Los componentes están conectados de modo que las cargas eléctricas circulan por un solo trayecto.

– La corriente eléctrica es la misma en cada componente.

– Si conectamos varias ampolletas en serie, estamos aumentando la resistencia, por lo que como resultado disminuye la intensidad de luz en cada ampolleta y ésta baja notoriamente.

– Una desventaja es que si se corta el paso de corriente en cualquier punto del circuito, cesa la conducción, lo que provocaría que todas ampolletas se apaguen.

3.2- Circuito en paralelo

–  Los componentes están conectados de modo que se presenta más de un camino para el paso de las cargas eléctricas.

–  Cada ampolleta está conectada directamente a la pila, de modo que todas tienen el mismo voltaje.

–  Al aumentar la cantidad de ampolletas en paralelo, no aumenta la resistencia, por lo que cada ampolleta brilla con igual intensidad.

–  Los circuitos de nuestras casas son en paralelo, de modo de conectar distintos aparatos eléctricos que requieren distinta corriente para funcionar.

–  Cada aparato eléctrico presenta a su vez un interruptor y puede prenderse o apagarse independientemente del resto.

3.3- Ventajas y desventajas de los tipos de circuitos 
 

4- Circuito eléctrico domiciliario 

Una instalación eléctrica domiciliaria consiste a un conjunto de elementos y equipos que nos permiten utilizar la energía eléctrica de manera segura, la cuál proviene desde la conexión a la red externa.  Esta energía eléctrica puede ser usada por cualquier dispositivo que toma energía eléctrica y la transforma, por ejemplo: 

– El hervidor eléctrico de agua permite convertir la energía eléctrica en calor para calentar el agua. 
– La estufa eléctrica convierte la energía eléctrica en calor. 
– La ampolleta convierte la energía eléctrica en lumínica. 
– La radio convierte la energía eléctrica en sonora. 

Por regla general, todas las instalaciones eléctricas deben cumplir con normas técnicas nacionales. En el caso de las instalaciones eléctricas domiciliarias, se ve regulada por la norma de las Instalaciones de Consumo en Baja Tensión (Norma Eléctrica 4 / 2003). La finalidad de esta norma es fijar las condiciones mínimas de seguridad que toda instalación de consumo de baja tensión debe cumplir, para la protección de las personas que usan las instalaciones y preservar el medio ambiente en el que han sido construidas. 

Las centrales eléctricas suministran la energía eléctrica a nuestros hogares, a través de cables aéreos y subterráneos. Los tres cables que van hacia la casa son: la fase, el neutro y la toma de tierra. Este último no lleva corriente, ya que conecta la instalación eléctrica con tierra mediante un electrodo enterrado en el suelo, como medida de seguridad. 

Cable a tierra 

El cable neutro, no posee carga eléctrica y el cable de fase posee una carga eléctrica de 220 voltios (V). 
Por regla general, se establecen determinados colores para estos tres tipos de cables, para identificarlos con facilidad. Esto se conoce como código de colores:  

– Cable fase: Rojo, negro o azul. 
– Cable neutro: Blanco o café. 
– Cable tierra: Verde o verde con amarillo. 

Las viviendas se conectan a estos conductores y en el punto de unión del cable fase se coloca un fusible que cumple una función de protección de las instalaciones eléctricas. En un circuito eléctrico, la corriente entra por el cable fase y sale por el cable neutro. 
 

En la parte externa del domicilio, los cables conectados pasan por un medidor o contador de consumo eléctrico, el cual tiene como funcionalidad el registro de la cantidad de energía eléctrica que se consume al interior del hogar.  Este aparato mide el número de kilovatios por hora (kW-h) que se consumen en función de los aparatos que tengamos conectados. 

Luego de que la energía eléctrica pasa por el medidor, pasa por el interruptor o disyuntor automático principal. Si este se desconecta, se eliminará el suministro a toda la casa. Por lo que, en caso de un cortocircuito o sobrecarga, este se desconecta automáticamente con la finalidad de proteger lo que se encuentre conectado al interior del hogar. Este interruptor puede ser de 40 a 50 amperios. 

Cuando ingresan al domicilio, los cables que se conectan a la red pública pasan por la caja de interruptores. Esta caja permite distribuir la energía hacia sus diferentes secciones. 

En esta caja, se observan diferentes interruptores automáticos de 10, 15, 25 y 35 amperios, para alimentar los diferentes aparatos electrodomésticos de la casa.  Por ejemplo, el interruptor de 10 amperios alimentará a lo relacionado con la iluminación mientras que el interruptor de 15 amperios alimentará con energía a todos los tomacorrientes. 

Un enchufe se encuentra conformado por dos elementos, los cuales corresponden a una clavija o enchufe macho y la toma de corriente o enchufe hembra. Cuando ambos se conectan, permiten el paso de la energía eléctrica. Cabe destacar, que existen clavijas de distintos tipos y formas, las cuales dependerán de las normas del producto y del país. 

El enchufe macho corresponde a una pieza de material aislante, del cual salen dos varillas llamadas espigas metálicas. Estas se introducen en el enchufe hembra, el cual se sitúa en la pared y consta de dos piezas metálicas que quedan fijadas a la red eléctrica. 
 

También existen enchufes machos con tres clavijas y, por ende, enchufes hembras con tres orificios. Esto es porque dos corresponden al fase o vivo y al neutro, mientras que el tercero es el que va a tierra. Estos enchufes otorgan una mayor seguridad, ya que, si existe una descarga eléctrica, la electricidad iría por tierra.

Como mencionamos, en el mundo existen catorce tipos de enchufes diferentes. Estos van de la letra A hasta la letra N. En el caso de Chile, sabemos que el voltaje común es de 220 V. Por lo que, las clavijas y los enchufes son de tipo C y L.  

4.1- ¿El circuito eléctrico de una casa es en serie o en paralelo?

A partir de lo estudiado anteriormente, el circuito eléctrico de una casa es en paralelo. Con el circuito eléctrico en paralelo se permite la posibilidad de tener varios enchufes y de tener varios elementos conectados a la red, sin necesidad de que estén encendidos a la misma vez, lo que no es posible con un circuito en serie. 

Además, los aparatos eléctricos funcionan con un determinado voltaje, por lo general de 220 V. Por lo que, la tensión que alimenta a cada elemento se mantiene constante. 
 

Circuito eléctrico de una casa