Un circuito eléctrico es un conjunto de componentes conectados que proporciona una trayectoria para mover carga y transferir energía. En un circuito sencillo, una fuente establece una diferencia de potencial, los conductores unen los elementos y una carga transforma la energía eléctrica en luz, calor, movimiento u otra forma útil.
Para mantener una corriente continua en el circuito externo debe existir un camino conductor cerrado. Si la trayectoria se interrumpe, puede seguir habiendo tensión entre dos puntos, pero no circula corriente sostenida por esa rama.
Qué es un circuito eléctrico
Un circuito eléctrico es una interconexión de fuentes, conductores y componentes por la que puede circular corriente cuando existe una trayectoria cerrada. No es solo un conjunto de cables: sus conexiones determinan cómo se distribuyen la tensión y la corriente y dónde se transfiere la energía.
Una linterna es un ejemplo sencillo. La batería proporciona energía, el interruptor controla la continuidad del camino y la lámpara o LED convierte energía eléctrica en luz y calor. La carga eléctrica no se «gasta» en la lámpara; lo que se transfiere y transforma es energía.
Partes de un circuito eléctrico
| Elemento | Función | Ejemplos |
|---|---|---|
| Fuente | Establece una diferencia de potencial y entrega energía al circuito. | Pila, batería, fuente de alimentación |
| Conductores | Conectan los componentes y ofrecen una trayectoria para la corriente. | Cables y pistas de cobre |
| Carga o receptor | Recibe energía eléctrica y la transforma. | Lámpara, motor, resistencia, LED |
| Control | Abre, cierra o modifica la trayectoria. | Interruptor, pulsador, relé |
| Protección | Interrumpe condiciones peligrosas o anormales. | Fusible, magnetotérmico |
Fuente: diferencia de potencial y energía
Una fuente mantiene una diferencia de potencial entre sus terminales. Esa tensión eléctrica crea las condiciones para que aparezca corriente cuando se conecta una trayectoria conductora cerrada. Una batería, por ejemplo, convierte energía química en energía eléctrica.
Conductores: las conexiones
Los conductores unen los terminales de los componentes. En los esquemas suelen tratarse como conexiones ideales, aunque todo conductor real tiene cierta resistencia y límites de corriente, tensión y temperatura.
Carga: donde se transforma la energía
La carga recibe energía eléctrica. Una lámpara produce luz y calor; un motor, movimiento; un altavoz, sonido. Una resistencia como componente puede limitar corriente, establecer niveles de tensión o disipar energía térmica. Un condensador almacena temporalmente energía en un campo eléctrico; un inductor, en un campo magnético.
Cómo funciona un circuito eléctrico paso a paso
- La batería establece una diferencia de potencial entre sus terminales.
- Al cerrar el interruptor queda formada una trayectoria conductora completa.
- El campo eléctrico se establece en el circuito y aparece corriente eléctrica.
- La lámpara recibe potencia eléctrica y transforma energía en luz y calor.
- Al abrir el interruptor se rompe la trayectoria y la corriente sostenida se interrumpe.
La corriente convencional se representa desde el terminal positivo hacia el negativo por el circuito externo. En conductores metálicos, el movimiento neto de los electrones tiene sentido opuesto. No es necesario seguir electrones individuales para analizar un circuito básico: normalmente se emplea la convención de corriente.
Circuito abierto y circuito cerrado
Circuito cerrado
Cuando el interruptor está cerrado, la conexión batería → interruptor → lámpara → regreso a la batería es continua. Si existe tensión y la impedancia del circuito es finita, circula corriente y la carga recibe energía.
Circuito abierto
Un interruptor abierto o un conductor roto interrumpen la trayectoria. La corriente en esa rama es nula en el modelo ideal, pero puede existir una diferencia de potencial entre los extremos de la apertura. Por eso tensión no significa necesariamente corriente: la tensión se mide entre puntos y la corriente requiere una trayectoria.
Qué es un cortocircuito
Un cortocircuito es una conexión de impedancia muy baja entre puntos que presentan una diferencia de potencial. Esa baja impedancia puede permitir una corriente muy elevada, limitada por la resistencia interna de la fuente, los conductores y otros elementos reales.
No es que la corriente «elija» conscientemente el camino más corto. La corriente se distribuye entre las trayectorias disponibles según sus impedancias y las leyes del circuito. Fusibles y magnetotérmicos están diseñados para interrumpir determinadas sobrecorrientes antes de que provoquen daños, sobrecalentamiento o incendio.
Tensión, corriente y resistencia
- Tensión: diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos; se mide en voltios.
- Corriente: ritmo de transferencia de carga a través de una sección; se mide en amperios.
- Resistencia: relación entre tensión y corriente en un elemento; se mide en ohmios.
Para un elemento óhmico, la ley de Ohm se expresa como V = I · R. Con una tensión determinada, una resistencia mayor implica una corriente menor. Esta relación no significa que todos los componentes sean óhmicos ni sustituye el análisis completo de un circuito.
Energía y potencia en un circuito
El circuito permite transferir energía eléctrica desde la fuente hacia las cargas. La potencia eléctrica indica la rapidez con la que se entrega o transforma esa energía. En corriente continua, una relación básica es P = V · I.
La fuente entrega energía; la carga puede convertirla en luz, calor, movimiento o señales. La corriente no se consume al atravesar la carga: en régimen estacionario, la carga eléctrica se conserva.
Circuito en serie y en paralelo
Serie: una trayectoria principal
Los componentes en serie se conectan uno tras otro. La misma corriente atraviesa todos los elementos de esa trayectoria. Si se abre el único camino, se interrumpe el circuito completo.
Paralelo: varias ramas
En paralelo, las ramas se conectan entre los mismos dos nodos. Comparten la misma tensión entre esos nodos y la corriente total se reparte entre las ramas según sus impedancias. Abrir una rama no obliga a interrumpir las demás.
Un circuito mixto combina ambos tipos de conexión. Los cálculos de resistencia equivalente, divisores y leyes de Kirchhoff pertenecen a guías específicas.
Esquema eléctrico y circuito real
Un esquema eléctrico representa componentes y conexiones mediante símbolos normalizados. Su posición en el dibujo facilita la lectura, pero no tiene por qué coincidir con la disposición física del montaje. Dos circuitos que parecen distintos pueden ser eléctricamente equivalentes si conservan los mismos nodos y conexiones.
| Representación | Qué indica |
|---|---|
| Celda o batería | Fuente de tensión continua. |
| Resistencia | Elemento con un valor de resistencia. |
| Interruptor | Conexión que puede abrirse o cerrarse. |
| Lámpara | Carga que convierte energía eléctrica en luz y calor. |
| Líneas y puntos de unión | Conductores y nodos eléctricamente conectados. |
Otras formas de clasificar circuitos
Serie, paralelo y mixto describen la topología de las conexiones. Corriente continua y corriente alterna describen cómo varían la tensión y la corriente con el tiempo. Analógico y digital describen el tratamiento de las señales. Son criterios diferentes y no deben mezclarse como si fueran categorías excluyentes.
Fuentes técnicas
- OpenStax, College Physics 2e: circuito simple, trayectoria cerrada, tensión, corriente, resistencia y conservación de la energía.
- OpenStax: resistencias en serie y paralelo.
- OpenStax: interruptores abiertos y cerrados.
Resumen
Un circuito eléctrico conecta una fuente con una o más cargas mediante conductores. Cuando existe una trayectoria cerrada, puede circular corriente y transferirse energía. Una apertura interrumpe la corriente, aunque puede mantenerse tensión entre puntos. Una conexión de impedancia muy baja puede originar una sobrecorriente. Serie y paralelo describen, respectivamente, una trayectoria principal o varias ramas entre nodos comunes.
