Читать книгу Electrónica para makers - Паоло Аливерти - Страница 9

Empecé a interesarme por los fenómenos eléctricos cuando tenía diez años. Curioseando entre los libros de mi abuelo Gino, encontré Elettrotecnica figurata, de la editorial Hoepli. Era un texto simple y muy claro, que incluso un niño podía leer y entender. En las páginas de aquel libro, el autor explicaba cada concepto y dispositivo eléctrico con analogías acuáticas. Las transmisiones por radio se explicaban con dibujos de un aspersor para el césped.

Figura 1.5 - La cubierta del libro Elettrotecnica figurata.

A menudo, los profanos tienden a confundir algunos términos como: electricidad, corriente, tensión, potencia, etc. que, obviamente, son conceptos muy distintos. Según el diccionario, la electricidad es una propiedad de la materia fácilmente observable que se manifiesta con la atracción o repulsión de cuerpos por efecto de las cargas eléctricas presentes. El nombre procede del griego y significa ámbar, porque si frotamos repetidamente con un trapo un trozo de ámbar este se carga negativamente y es capaz de atraer objetos de poco peso, como plumas o trozos de papel. Ahora hablaremos de corriente eléctrica como si fuera una cosa en sí misma, aunque en realidad corriente, tensión, resistencia y potencia son entidades relacionadas entre ellas y con dependencias recíprocas que pueden describirse con fórmulas matemáticas, pero por el momento no hablaremos de ello.

La corriente eléctrica es un fenómeno producido por el movimiento de partículas cargadas eléctricamente dentro de un material conductor, como el cobre o el hierro. Antes se creía que estas partículas tenían una carga positiva, pero en realidad son electrones, es decir, partículas con carga negativa. Los metales están formados por átomos repletos de electrones que pueden moverse fácilmente. Por este motivo, la corriente circula bien por el cobre y el hierro, que se definen como conductores. Imaginemos que tenemos una batería y una lámpara y lo conectamos todo con cable eléctrico. Del polo positivo de la batería surgirán cargas eléctricas, desplazándose a lo largo del cable y encendiendo la lámpara, para posteriormente regresar al punto de partida, en el polo negativo. El cable puede compararse con una tubería y los electrones con las moléculas de agua que circulan por ella. El polo positivo de la batería puede ser sustituido por un grifo y el polo negativo por el desagüe en el cual termina el agua al finalizar su recorrido.

Figura 1.6 - El agua y los electrones se comportan (a veces) de forma muy parecida.

La corriente tiene una dirección, indicada también con el término polaridad, porque las cargas circulan siempre del polo positivo al negativo. El primero que presentó esta idea fue Benjamin Franklin, quien no tenía los instrumentos ni los conocimientos físicos necesarios para darse cuenta de que, en realidad, la corriente era producida por los electrones con carga negativa y no por las hipotéticas partículas positivas. Franklin describió simplemente lo que podía observar con sus propios ojos. Hemos permanecido siempre vinculados a esta convención, si bien en realidad los electrones se mueven del polo negativo al positivo. El polo positivo habitualmente se indica con el signo + o con color rojo, mientras que el polo negativo se indica con el signo - o con color negro. ¿Cómo se mide la corriente? Medir el flujo de un conducto es bastante sencillo: necesitamos un cronómetro y un contador para medir los litros de agua que salen de la tubería. El flujo depende del diámetro del tubo y de la velocidad del agua, y es igual al número de litros que atraviesan la sección de la tubería por segundo. Podrían pasar diez, cien o mil litros por segundo. Para medir la corriente se procede de un modo parecido, solo que, en lugar de medir litros de agua, debemos contar las cargas eléctricas o la cantidad de electrones que pasan por un cable eléctrico en un segundo (o mejor dicho, por una sección del cable).

Figura 1.7 - La corriente se mide contando el número de cargas que atraviesan la sección de un cable por segundo.

La unidad de medida de la corriente es el amperio, que viene también del nombre de su descubridor, el físico francés André-Marie Ampère (1775–1836). El símbolo del amperio es una A y en las fórmulas la corriente se indica normalmente con la letra I. Cuando las corrientes son pequeñas, se pueden expresar en miliamperios (mA), y si son muy pequeñas, como las corrientes interceptadas por las radios, también en microamperios (μA). Un miliamperio es igual a 0,001 amperios y un microamperio es igual a 0,000001 amperios.

Figura 1.8 - André-Marie Ampère (1775–1836).

Ríos como el Po o el Nilo, por los cuales circulan enormes cantidades de agua por segundo, se pueden comparar con grandes conductos eléctricos, también denominados líneas eléctricas, que desde las centrales eléctricas llegan hasta las ciudades. Un río como el Ticino o el Lambro podría compararse con el cable por el cual pasa la corriente necesaria para mover un tranvía de la ATM¹. La manguera de los bomberos podría compararse con el cable que hace funcionar una gran máquina, como una prensa o un torno industrial. Y el grifo de casa podría compararse con el cable que va desde la toma de pared hasta nuestra tostadora.

Tabla 1.1 – ¿Cuánta corriente se necesita?

La corriente eléctrica se mide con un amperímetro, que, a diferencia de lo que hemos visto, no mide el número de electrones que pasan por un cable, sino que utiliza un sistema distinto, aunque muy eficaz. El clásico amperímetro es un instrumento electromecánico dotado de una lanceta y una escala graduada y se encuentra normalmente en los cuadros eléctricos industriales. Para nuestras medidas, utilizaremos un multímetro o tester, un instrumento que puede ejecutar distintos tipos de medidas eléctricas, entre las cuales la de corriente.

Figura 1.9 - Amperímetro con lanceta.