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 extremo inferior de la banda (B 3× · C 5× · D 10× In) dispara térmicamente, despacio. Dentro de la banda (B 3–5× · C 5–10× · D 10–20× In) el disparo no está garantizado — puede ser térmico o magnético. Por encima del extremo superior (B 5× · C 10× · D 20× In) el disparo instantáneo está garantizado, según SR EN 60898-1. El tiempo térmico mostrado es orientativo: reproduce la forma de la curva, no la banda real del aparato.
DDR / toroide — corriente residual
Cómo «detecta» un diferencial una fuga de corriente a tierra
Disparo seguro a 30 mA · zona incierta 15–30 mA
✓ Por debajo de 15 mA — 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. Un diferencial de 30 mA dispara con seguridad a 30 mA y puede disparar desde 15 mA (0,5 · IΔn, SR EN 61008-1) — por eso las corrientes de fuga acumuladas se mantienen muy por debajo del umbral. El Art. 4.1.5.2.1 (modificado por las actualizaciones de 2023) no fija el umbral de disparo, sino que exige una protección adicional con un diferencial que no supere 30 mA.
Debate
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