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Introducción a la Señal Eléctrica

Este documento aborda los principios fundamentales de la electricidad, esenciales para comprender el funcionamiento, transmisión y recepción en sistemas audiovisuales y equipos de sonido.

• Sistemas Audiovisuales
• Energía Eléctrica
• Alimentación
• Funcionamiento
• Transmisión y Recepción

Pero, ¿qué es la electricidad?…

Conceptos Fundamentales de la Electricidad

El Átomo

Todo lo que nos rodea, incluidos nosotros, está constituido por pequeñas partículas: los átomos.

• Electrones: cargas negativas (-)
• Protones: cargas positivas (+)
• Neutrones: cargas neutras

La relación entre el número de electrones y protones nos indicará el tipo de material, eléctricamente hablando.

Tipos de Cuerpos Eléctricos

• Cuerpo neutro: sus átomos tienen el mismo número de protones y de electrones.
• Cuerpo cargado positivamente: los átomos del cuerpo ceden electrones y, por tanto, tendrán más protones que electrones.
• Cuerpo cargado negativamente: los átomos del cuerpo ganan electrones y, por tanto, tendrán más electrones que protones.

Carga Eléctrica

• Cuando un átomo pierde o gana electrones, se produce un desequilibrio en él; este efecto es lo que llamamos carga eléctrica.
• La carga eléctrica se representa matemáticamente con la letra Q, con el electrón como unidad mínima de carga.
• La unidad de carga es el Culombio (C): 1 culombio = 6,24 x 10¹⁸ electrones.

Electricidad y Electrónica

• Electricidad: forma de energía producida por la atracción o repulsión de las partículas dentro del átomo.
• Electrónica: si esta energía se produce en el vacío, en gases y en sólidos semiconductores.

Conductores, Aislantes y Semiconductores

En el átomo, la distribución de los electrones está dispuesta en capas.

La cantidad de electrones (-) en la última capa (capa de valencia, con un número máximo de electrones) define si hablamos de material:

• Conductor
• Aislante
• Semiconductor

Los átomos tienden a completar la capa de valencia para estabilizarse.

• Conductor: pocos electrones en la capa de valencia, por lo que necesitan poca energía externa para que estos abandonen el átomo y queden libres. Ejemplo: Cobre.
• Aislante: número de electrones cercano a completar la capa de valencia. Fuerte oposición del núcleo del átomo a la circulación y fuga de electrones. Ejemplos: Vidrio, porcelana, PVC.
• Semiconductor: número de electrones en la capa que hace que la energía necesaria para deshacerse de ellos sea similar a la necesaria para captarlos. Ejemplos: Silicio y germanio.

Diferencia de Potencial

• En un campo eléctrico (de atracción o repulsión), es la energía necesaria para mover una carga.
• Se mide en voltios (V).
• Si conseguimos mover una carga dentro de un campo eléctrico, la diferencia de potencial queda definida como el producto del propio campo eléctrico (E) y la distancia que conseguimos mover dicha carga. Esto es: U = E · d.

Magnitudes Eléctricas Fundamentales

Todos estos conceptos son necesarios para entender mejor las diferentes magnitudes con las que sí vamos a trabajar:

• Tensión
• Intensidad
• Resistencia
• Potencia

Tensión (V)

• Movimiento de una carga producido dentro de un campo eléctrico.
• Aplicación en un circuito de la diferencia de potencial.
• Energía que un generador debe ser capaz de producir para mover una carga eléctrica de 1 culombio entre dos puntos del circuito.
• Su unidad es el voltio (V).
• Tensión eléctrica = voltaje.

Intensidad (I)

• Es la magnitud que cuantifica la cantidad de carga eléctrica (corriente de electrones) que circula entre dos cuerpos en un segundo.
• Se mide en amperios (A).
• Intensidad = corriente eléctrica.
• Fórmula: I = Q / t

Resistencia (R)

• Dificultad que presenta un material al paso de la corriente.
• Su unidad es el ohmio (Ω).
• La resistencia de un material depende de:
  • Características constructivas del material (resistividad)
  • Longitud
  • Sección
• Fórmula: R = ρ · l / s

Ley de Ohm

La Ley de Ohm establece la relación fundamental entre tensión, intensidad y resistencia en un circuito eléctrico.

Potencia (P)

• Cantidad de trabajo realizado en un tiempo determinado. P = T / t
• La unidad es el vatio (W).
• El vatio (W) se define, por tanto, como la cantidad de trabajo realizado por un circuito eléctrico al que se le aplica una tensión de 1 voltio en sus extremos y que, durante 1 segundo, es recorrido por un amperio.
• Fórmula: P = V · I

Tensión Continua vs. Tensión Alterna

• La tensión entre dos puntos puede presentar un valor y una polaridad constantes: tensión continua. Se representa como U o V.
• La tensión entre dos puntos puede presentar un valor y una polaridad variables: tensión alterna. Se representa como u o v.