Clasificación de las fuentes luminosas

Los equipos que emiten luz artificial en nuestras instalaciones eléctricas residenciales se llaman “lámparas”, los equipos en que se instalan las lámparas se llaman “luminarios”.
Solemos reconocerlas por su forma y su principio de operación.

Para identificar las lámparas por su forma, se una una nomenclatura normalizada:

• Usa una letra que define la forma del bulbo. El bulbo es la cubierta de vidrio que da forma a la lámpara y en el esta contenido el gas y el filamento de la lámpara. Las principales formas que se pueden encontrar son: Tipo vela (B o F), globo (G), reflector (R), reflector parabólico (PAR), multirreflector (MR) o tubular (T). La siguiente tabla muestra las letras que definen la forma del bulbo.

Tipos de bulbos para lámparas incandescentes (Philips).

• Usa un número que indica el diámetro máximo del bulbo, o la dimensión máxima de la lámpara, expresada en octavos de pulgada, excepto algunas lámparas en especial.

Por ejemplo, una lámpara con la nomenclatura G-40, indica un bulbo tipo Globo que mide 40 octavos de pulgada de díametro.

Ver también: Fuentes luminosas

Así mismo, podemos clasificar las lámparas que utilizamos en nuestros equipos según su principio de operación:

1. Incandescentes
2. Halógenas
3. Fluorescentes
4. Compactas
5. Modulares (Balastro aparte)
6. Integrales (Balastro integrado)
7. Tubulares
8. HID (Alta Intensidad de Descarga)
9. Sodio
10. Aditivos Metálicos
11. LED

En las próximas entradas hablaremos de cada uno de estos tipos de lámparas.

Los circuitos eléctricos y la vida cotidiana

La electricidad ha cambiado nuestra forma de vivir, de trabajar, de comunicarnos y hasta de disfrutar del tiempo libre. La electricidad mueve el mundo; por eso es dificil imaginar nuestra vida sin electricidad.

Pero la electricidad en su estado natural puede tener efectos devastadores, como ocurre durante las tormentas eléctricas. Para poder utilizarla de manera segura es necesario "domesticarla", es necesario controlarla. El ser humano tuvo que idear una forma para lograr su dominio sobre la elecricidad ¿cuál es esta forma?
El circuito eléctrico es el sistema que sirve para controlar la electricidad. Gracias al circuito eléctrico el ser humano puede aprovechar la electricidad de acuerdo a sus requerimientos. Pero... ¿en sí, que es un circuito eléctrico?

Ver también: Electricidad para todos.

El término circuito es una derivación de la palabra círculo y designa todo recorrido o trayectoria cuyo punto de origen es el mismo que el destino. En el casso de la electricidad, origen y destino se ubican en la fuente de energía. El circuito eléctrico es, por lo tanto, el recorrido que hace la electricidad desde su punto de origen en la fuente hasta su regreso a la misma. El recorrido puede ser tan grande como una cuidad, muy pequeño como el interior de un microchip o de tamaño medio como las instalaciones eléctricas residenciales o industriales.

Circuito eléctrico básico. El control se logra con el interruptor.

Es durante el recorrido de la electricidad a través del circuito eléctrico cuando aprovechamos sus propiedades: la utilizamos para crear iluminación artificial en calles, residencias, fábricas; producimos calor con la calefacción y frío con los sistemas de refrigeración; hacemos funcionar aparatos electricos, electromecánicos y digitales que nos facilitan enormentente la existencia. 

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¿Qué es la "banda de conducción" de un átomo?

Los electrones giran alrededor del núcleo en diferentes órbitas (cuyo nombre correcto es niveles energéticos). En cada nivel, los electrones se alejan más del núcleo y la fuerza de atracción disminuye. Como es lógico, en el último nivel energético la atracción del núcleo sobre los electrones es más débil.

A este último nivel se le conoce como banda de conducción y los electrones que se encuentran en ella reciben el nombre de electrones libres, porque pueden saltar de dicha banda y desplazarse de un átomo a otro dentro del cuerpo que los contiene. Este fenómeno ocurre cuando el átomo es excitado por medio de calor, luz o electricidad, de manera que algunos de sus electrones absorben energía en exceso y eso provoca el salto.

El movimiento de electrones libres es lo que crea la corriente eléctrica, pues al saltar de la banda de conducción liberan un poco de su energía negativa, que vuelven a recuperar cuando llegan al siguiente átomo. El proceso se repite millones y millones de veces. Entre más electrones vaguen libremente por el cuerpo que los contiene, mayor será la energía que se genere.

Ver también: Corriente eléctrica.

Movimiento de electrones libres

Este proceso no es desorganizado, de hecho está regulado de manera natural por la estructura misma de los átomos. Tal mecanismo regulador es llamado regla de octetos y consiste en lo siguiente:

En todo átomo, la última órbita (banda de conducción) admite un máximo de ocho electrones para completar su estructura y todos los átomos tienden a llenarla. Los átomos que tienen entre uno y tres electrones en la última órbita tienden a cederlos a otros que los requieran para completar el octeto (ocho electrones).

La exactitud del funcionamiento de la banda de conducción y la regla del octeto son fundamentales para comprender la generación de la corriente eléctrica que circula por nuestras instalaciones eléctricas residenciales.

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Cargas electrostáticas

Como sabemos, el átomo está constituido por protones con carga positiva (+), electrones con carga negativa (-) y neutrones, unidos por la fuerza atómica.

La fuerza que ejercen las respectivas cargas de protones y electrones se representa gráficamente con líneas de fuerza electrostática.

Se trata de líneas imaginarias que muestran la dirección y potencia del campo; por convención y para evitar confusiones, las líneas de fuerza de la carga positiva se representan siempre saliendo de ellay las negativas entrando a la suya.

Las cargas electrostáticas interactuan entre sí, de manera natural, por medio de dos fuerzas; atracción y repulsión siempre en el mismo sentido: cargas iguales se repelen y cargas contrarias se atraen.

Para comprobarlo hagamos el siguiente experimento:

1. Infla dos globos hasta que el plástico que de tenso.
2. Corta dos hilos de 10 cm y uno de 30 cm.
3. Amarra la punta de cada hilo de 10 cm al nudo de cada globo, con la otra punta haz un pequeño lazo de manera que pueda entrar y moverse libremente por el cordel de 30 cm.
4. Frota ambos globos con un trozo de nailon, lana o sobre tu cabello (debe estar seco y libre de ungüentos).
5. Acerca los globos desde le lazo, arrastrándolos por el cordel tenso. Los globos tienen la misma carga electrostática, por lo que tenderán a separarse (repulsión)
6. Toma un nuevo globo y antes de colgarlo del cordel toca con él alguna pieza de metal y repite el paso anterior. Ahora los globos tienen cargas electrostáticas distintas, por lo que tenderán a juntarse (atracción).

Ver también: Fenómenos electrostáticos

El material con el que se frotó el globo le transmitión una sobrecarga de electrones; por tal razón, el globo obtuvo una carga negativa predominante. Al acercar otro globo con la misma carga, los globos tendieron a rechazarse (repulsión). Cuando se tocó el tercer globo con metal, le globo transmitió parte de sus electrones, por lo que obtuvo una carga positiva predominante. Al acercarse al globo con carga negativa, ambos tendieron a unirse (atracción). En resumen: los globos con cargas iguales se rechazan y los globos con cargas distintas se atraen.

Este fenómeno recibe el nombre de magnetismo y se define con la capacidad de ciertos materiales para ejercer fuerzas de atracción o repulsión sobre otros. El magnetismo es esencial para generar la energía eléctrica que recibimos en nuestras instalaciones eléctricas residenciales.

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Átomo, materia y energía

Para comprender el funcionamiento de la electricidad que circula en nuestras instalaciones eléctricas residenciales, es indispensable estudiar la naturaleza del átomo. Seguramente has visto en algún lugar la famosa ecuación de Albert Einstein E=mc². Significa que la cantidad de energía (E) que contiene un objeto cualquiera es igual a su masa (m) multiplicada por el cuadrado de la velocidad de la luz (c²); la velocidad de la luz en el vacío es de 300 mil km por segundo.

La ecuación de Einstein tiene muchas implicaciones de gran importancia para la ciencia que no es posible abordar aquí; lo importante para nuestra materia es que la ecuación demuestra sin lugar a duda lo siguiente:

1. Incluso los objetos más pequeños contienen una gran cantidad de energía.
2. La materia y la energía son dos caras de la misma moneda, o bien; son dos manifestaciones del mismo fenómeno y ambas están relacionadas con el átomo.

Actualmente sabemos con certeza que el átomo está integrado por dos partes fundamentales: un núcleo, circundado por una nube de electrones que traza órbitas muy precisas alrededor del primero.

Ver también: La material y el átomo. 

El núcleo es  la parte más pesada del átomo; está constituido por dos diminutas partículas llamadas protones y neutrones. El electrón es mucho más ligero con relación la núcleo.

El átomo es la parte fundamental de toda la materia y energía del Universo. Todo lo que conocemos está hecho de estas diminutas partículas. Los átomos individuales reciben el nombre de elementos químicos, y tienden a combinarse entre sí de manera natural para formar estructuras más complejas llamadas moléculas. Por ejemplo, un átomo de oxígeno que se combina con dos de hidrógeno forman una molécula de agua, y una gota de agua contiene millones de moléculas. A su vez, las moléculas se combinan entre sí para dar forma a estructuras más complejas, incluyendo a todos los seres vivos y objetos inanimados.

Cabe preguntarnos: ¿cómo se mantienen unidas estas tres partículas (protones, electrones y neutrones)?¿Por qué no salen disparados los electrones? ¿Por qué no se desintegra el núcleo del átomo?

La respuesta es sencilla: porque están cargados de energía, como lo indica la fórmula de Einstein. La escencia de este fenómeno radica en que son cargas de energía contrarias, pero en equilibrio: los electrones tienen una carga predominante negativa, los protones positiva y en los neutrones no predomina ninguna, por eso se dice que son neutros. Ambas cargas energéticas reciben el nombre de cargas electrostáticas y la fuerza que une a las tres partículas se conoce como fuerza atómica.

Las cargas electrostáticas son el principio básico de la electricidad: su naturaleza, funcionamiento y control. De hecho, la electricidad es un fenómeno natural que sucede cuando los electrones se mueven libremente por el espacio. Un rayo, por ejemplo, es una fuerte descarga eléctrica natural que se mueve libremente a través del aire. El estudio de la electricidad consiste en aprender las técnicas para generar, transmitir, controlar y transformar esta poderosa fuerza natural.

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