La Electricidad es como el Agua

La explicación básica de los principios de la corriente eléctrica y de las magnitudes eléctricas más importantes puede realizarse aprovechando las similitudes entre las propiedades del agua y de la electricidad. Ésta es una analogía muy sencilla en la que sólo se señalan los aspectos más elementales del comportamiento del “fluido eléctrico”: tensión, corriente, resistencia y energía eléctrica.
Puede ser estupenda para quien nunca haya estudiado esta materia.
Comencemos con el concepto de tensión.
Cuando afirmamos que entre las tomas de una batería de coche, por ejemplo, hay una tensión de doce voltios –abreviadamente, 12 V– lo que queremos decir es que si conectamos un elemento capaz de conducir la electricidad –una bombilla, por ejemplo– entre ambos bornes, se producirá una circulación de corriente eléctrica.
Esto es semejante a disponer de dos depósitos con agua situados a distinta altura. Inicialmente consideramos que no hay ninguna conexión entre los depósitos; sin embargo al existir una diferencia de nivel, ésta haría circular el agua si instalásemos una tubería entre ambos.
La diferencia de altura existe y la podemos medir, aunque el agua no circule. Ésta es la idea que se aplica también a la tensión: puede haberla aunque no haya corriente eléctrica.
El siguiente concepto importante que se puede introducir es el de corriente o intensidad eléctrica. Continuando con los depósitos, si ahora efectivamente intercalamos una tubería entre el superior y el inferior, inmediatamente
aparece un caudal de agua que corre a través de la misma. En nuestra comparación
con la electricidad, esa circulación de agua es equivalente a la corriente eléctrica.
La cantidad de agua que circula depende de la diferencia de altura entre los depósitos, y también del grosor de la tubería que instalamos.
Igualmente, la corriente que haga circular la batería dependerá de la tensión y,
además, del componente que conectemos.
Un elemento que oponga más resistencia al paso de la corriente será equivalente a una tubería estrecha, y por él circulará una intensidad
pequeña, de pocos amperios –por ejemplo, la luz de la matrícula del coche–. Un
equipo que oponga poca resistencia permitirá circular una mayor intensidad, como una tubería de mayor calibre, por ejemplo el motor de arranque. La unidad de medida de la corriente eléctrica se llama amperio. Para dar una idea, por una luz de freno circula alrededor de medio amperio (0,5 A, en forma abreviada) y cuando el motor arranca pueden circular del orden de cien veces más, estando ambos dispositivos conectados a la misma tensión, la que proporciona la batería.
Si además colocamos entre nuestros dos depósitos un dispositivo capaz de hacer volver el agua del depósito inferior al deposito superior, por ejemplo una noria movida por un caballo, tendremos al agua recorriendo un camino cerrado de forma continuada, que es lo que ocurre en un circuito eléctrico.
Si no contáramos con la noria, nuestro tanque superior se vaciaría y el líquido elemento dejaría de fluir. En un circuito eléctrico ése es el papel que desempeñan una batería o un generador. Esto ilustra también el motivo por el que los dispositivos eléctricos necesitan tener dos terminales; la corriente eléctrica necesita una entrada y una salida para mantenerse en movimiento, igual que les ocurre a los caudales de agua.
La semejanza con el agua también puede usarse para ilustrar el concepto de generación o consumo de energía eléctrica. Hay equipos, como la noria, que mediante la energía mecánica que desarrolla el caballo producen circulación del agua, y por otro lado existen ingenios, como un molino, que colocados en la tubería de bajada son capaces de convertir la circulación del agua otra vez en movimiento. La noria es equivalente a un generador eléctrico y el molino es semejante a un motor.
A continuación se propone cómo explicar el uso de estas unidades de forma divulgativa.
Empezaremos con la presentación breve del significado de la energía y de la potencia, para continuar con la exposición de las unidades que permiten traducirlos a números y el uso de estas unidades en términos eléctricos.
Hay dos conceptos en juego, distintos pero relacionados: energía y potencia. Por un lado, la energía eléctrica se consume cuando de forma efectiva se realiza un trabajo con ella. Este trabajo puede consistir en elevar un peso con un motor, y usaremos por claridad este ejemplo, pero también puede tratarse de mantener una bombilla o una cocina vitrocerámica en funcionamiento.
Energía y trabajo son dos caras de una misma moneda y se miden en las mismas
unidades. Un punto importante es que un trabajo necesita un intervalo de tiempo para ser llevado a cabo. Por otro lado, la potencia, es la facultad necesaria para realizar un trabajo. Segúnesta capacidad actúe más o menos tiempo, se realizará distinta cantidad de trabajo.
ANIMACION DE UNA ANALOGIA HIDRAULICA