Resistencia

El circuito del apartado anterior no es muy práctico. De hecho, puede ser bastante peligroso de construir (conectando directamente los polos de una fuente de voltaje con un solo trozo de cable). La razón por la que es peligroso es que la magnitud de la corriente eléctrica puede ser muy grande en tal cortocircuito , y la liberación de energía puede ser muy dramática (generalmente en forma de calor). Por lo general, los circuitos eléctricos se construyen de tal manera que hagan un uso práctico de esa energía liberada, de la manera más segura posible.

El flujo de corriente a través del filamento de la lámpara

Un uso práctico y popular de la corriente eléctrica es para el funcionamiento de la iluminación eléctrica. La forma más simple de lámpara eléctrica es un diminuto "filamento" de metal dentro de una bombilla de vidrio transparente, que se ilumina al rojo vivo ("incandescentes") con energía térmica cuando pasa suficiente corriente eléctrica a través de él. Al igual que la batería, tiene dos puntos de conexión conductores, uno para que entre la corriente y otro para que salga. Conectado a una fuente de voltaje, el circuito de una lámpara eléctrica se parece a esto:

A medida que la corriente se abre paso a través del delgado filamento metálico de la lámpara, encuentra más oposición al movimiento de lo que normalmente encontraría en un trozo de alambre grueso. Esta oposición a la corriente eléctrica depende del tipo de material, su área de sección transversal y su temperatura. Técnicamente se conoce como resistencia . (Se puede decir que los conductores tienen baja resistencia y los aislantes tienen una resistencia muy alta). Esta resistencia sirve para limitar la cantidad de corriente a través del circuito con una determinada cantidad de voltaje suministrado por la batería, en comparación con el "cortocircuito" donde no teníamos nada más que un cable que unía un extremo de la fuente de voltaje (batería) al otro. Cuando la corriente se mueve contra la oposición de la resistencia, se genera "fricción". Al igual que la fricción mecánica, la fricción producida por la corriente que fluye contra una resistencia se manifiesta en forma de calor. La resistencia concentrada del filamento de una lámpara da como resultado una cantidad relativamente grande de energía térmica disipada en ese filamento. Esta energía térmica es suficiente para hacer que el filamento brille al rojo vivo, produciendo luz, mientras que los cables que conectan la lámpara a la batería (que tienen una resistencia mucho menor) apenas se calientan mientras conducen la misma cantidad de corriente. Como en el caso del cortocircuito, si se interrumpe la continuidad del circuito en algún punto, el flujo de corriente se detiene en todo el circuito. Con una lámpara en su lugar, esto significa que dejará de brillar:

Como antes, sin flujo de corriente, todo el potencial (voltaje) de la batería está disponible a través de la ruptura, esperando la oportunidad de una conexión para salvar esa ruptura y permitir el flujo de corriente nuevamente. Esta condición se conoce como circuito abierto , donde una interrupción en la continuidad del circuito evita la corriente en todo momento. Todo lo que se necesita es una sola interrupción en la continuidad para "abrir" un circuito. Una vez que se han vuelto a conectar las interrupciones y se ha restablecido la continuidad del circuito, se conoce como circuito cerrado .

La base para cambiar las lámparas

Lo que vemos aquí es la base para encender y apagar las lámparas mediante interruptores remotos. Debido a que cualquier interrupción en la continuidad de un circuito da como resultado la interrupción de la corriente en todo el circuito, podemos usar un dispositivo diseñado para romper intencionalmente esa continuidad (llamado interruptor ), montado en cualquier lugar conveniente al que podamos tender cables, para controlar el flujo de corriente en el circuito:

Así es como un interruptor montado en la pared de una casa puede controlar una lámpara que está montada en un pasillo largo, o incluso en otra habitación, lejos del interruptor. El interruptor en sí está construido con un par de contactos conductores (generalmente hechos de algún tipo de metal) forzados juntos por un actuador de palanca mecánico o un botón pulsador. Cuando los contactos se tocan, la corriente puede fluir de uno a otro y se establece la continuidad del circuito. Cuando los contactos están separados, el flujo de corriente de uno a otro se impide mediante el aislamiento del aire entre ellos y se interrumpe la continuidad del circuito.

El interruptor de cuchillo

Quizás el mejor tipo de interruptor para mostrar como ilustración del principio básico es el interruptor de "cuchillo":

Un interruptor de cuchilla no es más que una palanca conductora, libre de pivotar sobre una bisagra, que entra en contacto físico con uno o más puntos de contacto estacionarios que también son conductores. El interruptor que se muestra en la ilustración anterior está construido sobre una base de porcelana (un excelente material aislante), utilizando cobre (un excelente conductor) para la “cuchilla” y los puntos de contacto. El mango es de plástico para aislar la mano del operador de la hoja conductora del interruptor al abrirlo o cerrarlo. Aquí hay otro tipo de interruptor de cuchilla, con dos contactos estacionarios en lugar de uno:

El interruptor de cuchilla particular que se muestra aquí tiene una "cuchilla" pero dos contactos estacionarios, lo que significa que puede hacer o romper más de un circuito. Por ahora, no es muy importante tener en cuenta esto, solo el concepto básico de qué es un interruptor y cómo funciona. Los interruptores de cuchilla son excelentes para ilustrar el principio básico de cómo funciona un interruptor, pero presentan distintos problemas de seguridad cuando se utilizan en circuitos eléctricos de alta potencia. Los conductores expuestos en un interruptor de cuchilla hacen que el contacto accidental con el circuito sea una posibilidad clara, y cualquier chispa que pueda ocurrir entre la cuchilla en movimiento y el contacto estacionario puede encender cualquier material inflamable cercano. La mayoría de los diseños de interruptores modernos tienen sus conductores móviles y puntos de contacto sellados dentro de una caja aislante para mitigar estos peligros. Una fotografía de algunos tipos de interruptores modernos muestra cómo los mecanismos de interrupción están mucho más ocultos que con el diseño de la cuchilla:

Circuitos abiertos y cerrados

De acuerdo con la terminología de circuitos "abierto" y "cerrado", un interruptor que hace contacto de un terminal de conexión al otro (ejemplo:un interruptor de cuchilla con la hoja tocando completamente el punto de contacto fijo) proporciona continuidad para que fluya la corriente a través y se llama un cerrado cambiar. Por el contrario, un interruptor que está interrumpiendo la continuidad (ejemplo:un interruptor de cuchilla con la hoja no tocar el punto de contacto estacionario) no permitirá que la corriente pase y se denomina abierto cambiar. Esta terminología es a menudo confusa para el nuevo estudiante de electrónica porque las palabras "abierto" y "cerrado" se entienden comúnmente en el contexto de una puerta, donde "abierto" se equipara con paso libre y "cerrado" con bloqueo. Con los interruptores eléctricos, estos términos tienen un significado opuesto:"abierto" significa que no hay flujo, mientras que "cerrado" significa el paso libre de corriente eléctrica.

REVISAR:

• Resistencia es la medida de oposición a la corriente eléctrica.
• Un cortocircuito es un circuito eléctrico que ofrece poca o ninguna resistencia al flujo de corriente. Los cortocircuitos son peligrosos con fuentes de energía de alto voltaje porque las altas corrientes encontradas pueden causar la liberación de grandes cantidades de energía térmica.
• Un circuito abierto es uno en el que la continuidad se ha roto por una interrupción en el camino para que fluya la corriente.
• Un circuito cerrado es uno que está completo, con buena continuidad en todo momento.
• Un dispositivo diseñado para abrir o cerrar un circuito en condiciones controladas se denomina interruptor .
• Los términos "abrir" y "cerrado" consulte tanto los interruptores como los circuitos completos. Un interruptor abierto es uno sin continuidad:la corriente no puede fluir a través de él. Un interruptor cerrado es uno que proporciona una ruta directa (de baja resistencia) para que fluya la corriente.

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