Conceptos generales
Principios eléctricos visualizados de forma animada e interactiva: modificas los parámetros con deslizadores y ves al instante el efecto. Sin fórmulas aisladas — todo en contexto visual.
Magnitudes fundamentales y componentes
Intensidad (corriente)
La corriente = el caudal de carga eléctrica a través de un conductor
Corriente I
8 A
1 A
1 C/s
I = Q / t
La corriente eléctrica I = cuánta carga (electrones) pasa por segundo a través de un conductor. I = Q/t; unidad: Amperio (A); 1 A = 1 C/s. Aumenta I → los electrones fluyen más rápido.
Tensión
La tensión = la diferencia de potencial que «empuja» la corriente (como la presión del agua)
Tensión U
12 V
1 V
1 J/C
La tensión U = la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos; es la «presión» que empuja la corriente (analogía: la diferencia de altura del agua). Unidad: Voltio (V); 1 V = 1 J/C.
Resistencia
Se opone al paso de la corriente; a tensión fija, una R mayor → menos corriente
Resistencia R
6 Ω
I = U/R
2.00 A
U
12 V
R = U / I = ρ · L / S
La resistencia R se opone a la corriente. A U fija, I = U/R (R doble → la mitad de corriente). R = ρ·L/S (aumenta con la longitud, disminuye con la sección). Unidad: Ohmio (Ω). La corriente a través de R genera calor: P = I²·R.
Potencia
La energía consumida por segundo: P = U · I
Potencia P
60 W
P = U · I · 1 W = 1 V · 1 A
La potencia P = la energía consumida por segundo = el producto de la tensión y la corriente (el área U×I). Unidad: Vatio (W). La bombilla luce con más intensidad cuando P aumenta.
La ley de Ohm
Modifica la tensión y la resistencia; la corriente fluye más rápido o más lento
Corriente I = U / R
2.00 A
Potencia P = U · I
24 W
I = U / R · P = U · I
Las partículas fluyen más rápido cuando la corriente es mayor. Con una R menor o una U mayor → I aumenta.
El triángulo de potencias
Cómo se reparte la potencia aparente en activa (P) y reactiva (Q), según el cos φ
Activa P
8.5 kW
Reactiva Q
5.3 kVAr
Potencia aparente S
10 kVA
P = S · cos φ (kW, útil) · Q = S · sin φ (kVAr, reactiva) · S = √(P² + Q²) (kVA). Un cos φ menor → más potencia reactiva inútil.
Frecuencia y periodo
Cuántas oscilaciones por segundo hace una tensión alterna
Frecuencia f
2 Hz
Periodo T = 1/f
0.50 s
La frecuencia (Hz) = el número de ciclos por segundo; el periodo T = 1/f. La red de Rumanía: 50 Hz (T = 20 ms).
Inductancia (Henry)
La bobina se opone a la variación de la corriente; la tensión está desfasada +90°
U_L = L · di/dt · 1 H = 1 V·s/A
Una bobina almacena energía en el campo magnético y se opone a la variación de la corriente. En c.a., la tensión en la bobina está desfasada +90° por delante de la corriente. La inductancia se mide en Henry (H).
Capacidad (Farad)
El condensador se carga y se descarga exponencialmente (constante de tiempo τ = R·C)
τ = R · C
1.0
Carga
0 %
El condensador almacena carga: Q = C · U. Se carga exponencialmente con la constante de tiempo τ = R · C (a 5τ está cargado al ~99 %). La capacidad se mide en Farad (F).
Campo magnético
El campo circular alrededor de un conductor recorrido por la corriente
La corriente genera un campo magnético circular alrededor del conductor; la intensidad aumenta con la corriente. El sentido: la regla de la mano derecha (el pulgar = la corriente, los dedos = el campo).
Corriente alterna → continua y medición
Rectificador — AC → CC
La transformación de la corriente alterna en continua
Transformador (cambia la amplitud según la relación de espiras) → puente rectificador (4 diodos) → condensador de filtrado → tensión continua.
El transformador cambia la tensión según la relación de espiras: U_secundario = U_primario / n. El puente (4 diodos) pliega las semialternancias negativas; el condensador «rellena» los huecos (filtrado). Un condensador mayor → menor rizado.
Voltímetro y amperímetro
Cómo se conectan correctamente — y qué ocurre cuando te equivocas
Qué mides
Conexión
✓ Correcto. El voltímetro se conecta en PARALELO con el consumidor; el amperímetro en SERIE.
Voltímetro = resistencia alta, en PARALELO (mide la tensión en los bornes). Amperímetro = resistencia baja, en SERIE (la corriente pasa a través de él). Invertirlos es el error clásico.
Las leyes de Kirchhoff
Las leyes de Kirchhoff
Cómo se reparten las corrientes y las tensiones en serie y en paralelo
I (total)
0.40 A
U1 / U2
4.0 / 8.0 V
I (comun)
0.40 A
Ley de las tensiones (KVL): en una malla, U = U1 + U2. En serie la corriente es la misma, y la tensión se reparte proporcionalmente a R.
En serie: I común, U se reparte (U = U1 + U2 — KVL). En paralelo: U común, I se reparte (I = I1 + I2 — KCL).
Generadores en serie y en paralelo
Cómo cambian la tensión y la corriente al conectar varias fuentes
Tensión total
24 V
En serie (+ a −): las tensiones se SUMAN → U = U1 + U2. La corriente disponible se mantiene igual. (Ej.: 2 baterías de 1,5 V en serie = 3 V.)
Serie = las tensiones se suman (corriente sin cambios). Paralelo = la tensión se mantiene, pero aumenta la corriente máxima / la autonomía. En paralelo las fuentes deben tener la misma tensión (de lo contrario aparecen corrientes de igualación).
Sistema trifásico
Sinusoides trifásicas
Las tres fases a 120° y la corriente por el neutro cuando las desequilibras
Equilibrado — la corriente por el neutro ≈ 0 (las tres se anulan vectorialmente).
Con amplitudes iguales, la suma de las tres sinusoides desfasadas 120° es cero → el neutro no está cargado. Consulta la página «Equilibrio trifásico» para el cálculo.
Fasores trifásicos (desfase 120°)
Las tres tensiones como vectores giratorios, desfasados 120° — sistema simétrico
Sistema simétrico (desfases 120° / 240°) — la suma vectorial de las tres ≈ 0 (se anulan).
Suma vectorial (resultante)
0 V
resultante = U_fase × |R⃗ + S⃗ + T⃗| · U_fase = 230 V · simétrico (120°) → 0
Las tres fases R/S/T son vectores (fasores) de igual longitud, desfasados 120°. Mueve el desfase de S/T y observa cómo su suma vectorial (resultante) crece desde cero. Es una demostración de la cancelación a 120°: en una red real el desfase es fijo a 120°, y la corriente de neutro proviene de cargas desiguales en las fases (ver la página „Equilibrio trifásico"), no del cambio de ángulo.
Estrella (Y) — Triángulo (Δ)
Las dos formas de conectar un sistema trifásico
Receptor trifásico — 3 devanados (p. ej. motor)
Tensión de fase (L–N)
230 V
Tensión de línea (L–L)
400 V
Tensión en el devanado
230 V
Solo cambia la tensión en el devanado: estrella = 230 V · triángulo = 400 V
Estrella (Y): cada devanado se conecta entre una fase y el neutro → ve la tensión de fase = 230 V (= U_línea / √3). Corriente de línea = corriente del devanado.
Las tensiones de la red son fijas y normalizadas: 230 V entre fase y neutro, 400 V entre fases (U_línea = √3 × U_fase). Con estrella/triángulo NO cambian estas tensiones, sino cuánta tensión llega a cada devanado: en estrella 230 V (fase–neutro), en triángulo 400 V (fase–fase). Por eso el arranque ESTRELLA-TRIÁNGULO: arrancas en estrella (el devanado recibe solo 230 V → corriente de arranque reducida), luego conmutas a triángulo para plena potencia.
Protecciones
Las curvas de los MCB — B / C / D
Dónde dispara un disyuntor: térmico (sobrecarga) o magnético (cortocircuito)
Curva de disparo
Por debajo de 1,13 × In no dispara. Entre 1,13 × In y el umbral de la curva → térmico (lento). Por encima del umbral de la curva (B 3× · C 5× · D 10× In) → magnético (instantáneo).
DDR / toroide — corriente residual
Cómo «detecta» un diferencial una fuga de corriente a tierra
Umbral de disparo: 30 mA
✓ Por debajo del umbral — no dispara
En funcionamiento normal, la corriente que entra por la fase (L) = la corriente que sale por el neutro (N) → la suma en el toroide = 0. Una fuga a tierra (contacto, defecto de aislamiento) desvía parte de la corriente → I_L > I_N; la diferencia (la corriente residual) la detecta el toroide. A ≥ 30 mA el DDR dispara (Art. 4.1.5.2.1).
Debate
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