Electricidad

ELECTRICIDAD 2ยบ ESO

INDICE 1-CORRIENTE ELÉCTRICA.  2-CONCEPTOS BREVES DE ELECTROMAGNETISMO  3-GENERACIÓN DE CORRIENTE ELÉCTRICA  4-EFECTOS DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA  5-CIRCUITO ELÉCTRICO  6-ELEMENTOS DE UN CIRCUITO 

INDICE 7-MAGNITUDES ELÉCTRICAS  8-LEY DE OHM  9-SIMBOLOS Y ESQUEMAS ELÉCTRICOS 

1-CORRIENTE ELÉCTRICA Conjunto de electrones en movimiento a través de un conductor  Dependiendo se como se muevan tenemos dos tipos de corriente 

1-CORRIENTE ELÉCTRICA 

1-Corriente continua DC cc: es aquella en que los electrones se mueven siempre en la misma dirección y sentido

1-CORRIENTE ELÉCTRICA 

2-Corriente alterna AC ca: aquella en que los electrones cambian de dirección y sentido cada cierto tiempo

1-CORRIENTE ELÉCTRICA  

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Adaptadores de corriente Hay muchos aparatos que para conectarse a la red utilizan un adaptador como o da figura.

Por ejemplo, para cargar la batería de tu móvil necesitas 3.5V de corriente continua, y sin embargo la red te proporciona 220V de corriente alterna.

El adaptador lo que hace es cambiar de corriente alterna a continua y disminuír la tensión hasta el valor de uso.

La etiqueta de características del cargador de mi móvil indica que toma de la red hasta 230V de corriente alterna ( )a 50/60 Hz y proporciona una salida de 5V de corriente continua ( ).

1-CORRIENTE ELÉCTRICA No todos los materiales permiten el paso de la corriente eléctrica.  Hay materiales por los que los electrones no pueden circular y otros por los que los electrones fluyen con mucha facilidad. 

 Conductores  Aislantes  Semiconductores

1-CORRIENTE ELÉCTRICA 

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Os condutores son aquellos materiales que contienen electrones que se pueden mover libremente. Son los materiales que nos van a servir para hacer circuitos eléctricos.

Entre los conductores se encuentran los metales, el agua salada, las personas, etc. Por estos materiales los electrones pueden desplazarse libremente de un punto a otro si le conectamos una fuente de tensión.

1-CORRIENTE ELÉCTRICA Los Aislantes son materiales donde los electrones n pueden circular libremente, como por ejemplo la cerámica, el vidrio, plásticos en general, el papel, la madeira, etc.  Estos materiales no conducen la corriente eléctrica. 

1-CORRIENTE ELÉCTRICA 

Los semicondutores, como el silicio o el germanio, presentan propiedades eléctricas que están entre los condutores y los aislantes. Se utilizan principalmente como elementos de los circuítos electrónicos.

2-CONCEPTOS BREVES DE ELECTROMAGNETISMO 

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La palabra magnetismo procede de una ciudad de la antigua Grecia, Magnesia, que tenía nos sus aledaños una grande abundancia de ciertos minerales (magnetita) capaces de atraer el hierro.

Los imanes son piezas metálicas que pueden atraer ciertos metales. Siempre tienen dos polos, llamados un norte y sur.

Los polos de distinto nombre se atraen, y los de distinto nombre se repelen

2-CONCEPTOS BREVES DE ELECTROMAGNETISMO  

La experiencia de Oersted Si se coloca un brújula en el centro de un circuito cerrado que esté conectado a un generador la aguja de la brújula detectará el paso de la corriente y se orientará con respeto al circuito.

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Esto nos indica que se ha transformado la energía eléctrica en energía mecánica

2-CONCEPTOS BREVES DE ELECTROMAGNETISMO

Vídeo Experimento de Oersted minuto 1:25  http://www.youtube.com/watch?v=XtPe7Y1Cy  http://www.librosvivos.net/smtc/homeTC.asp?T 

2-CONCEPTOS BREVES DE ELECTROMAGNETISMO 

Experimento de Faraday

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Comprobó que, moviendo un imán ante un cable eléctrico, se generaba electricidad en él

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Los experimentos de Oersted y Faraday apuntan la un mismo fenómeno, que se denomina inducción electromagnética

3-GENERADORES DE CORRIENTE 

Para generar corriente eléctrica Se puede mover un imán respecto de un circuito Se puede mover un circuito respecto imán. 

3.1-El alternador

3.1-El alternador Si movemos un conductor eléctrico (en forma de espira) dentro de un campo mágnetico creado por dos imanes, se producirá una energía, llamada f.e.m, capaz de mover a los electrones en distinta dirección y sentido, es decir, se crea una corriente alterna

3.2-El motor eléctrico Si conectamos la bobina a una corriente eléctrica continua se genera un campo magnético en ella que interacciona con el campo magnético del imán en herradura y esto provoca que la bobina girw sobre si misma

яБо http://www.youtube.com/watch?v=

3.2-La dinamo

3.3-La dinamo Cuando la bobina comienza a girar por acción de la fuente de energía externa, se genera una corriente eléctrica en esta bobina.  Este tipo de corriente, que se denomina continua, es de la misma clase que la generada por pilas o baterías. 

4-EFECTOS DE LA CORRIENTE 

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La corriente eléctrica causa diversos efectos sobre los elementos que atraviesa, transformándose en otros tipos de energía. Este año estudiaremos algunos de dichos efecto.

4-EFECTOS DE LA CORRIENTE 

1.ENERGÍA CALORÍFICA (CALOR)

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Cuando los electrones circulan por un conductor, chocan contra las partículas (núcleos y electrones) del material por el que circulan. De este modo la energía que transportan se convierte en energía calorífica.

Este fenómeno se conoce con el nombre de efecto Joule.

Dicho efecto es por un lado un inconveniente, ya que se pierde energía eléctrica al hacer circular la corriente por cualquier conductor.

Sin embargo, puede aprovecharse en equipos como planchas, hornos, secadores, cafeteras y en cualquier dispositivo eléctrico que transforma la energía eléctrica en calor. Los elementos empleados para producir calor a partir de la luz eléctrica son las resistencias.

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4-EFECTOS DE LA CORRIENTE 

2.ENERGÍA LUMÍNICA (LUZ)

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Al ser atravesados por la corriente, los cuerpos incrementan su temperatura.

Si este aumento es importante, los cuerpos se vuelven incandescentes, es decir, comienzan a emitir luz.

Al principio la luz es roja y a medida que sigue aumentando la temperatura la luz tiende al blanco.

4-EFECTOS DE LA CORRIENTE 

Existen distintos tipos de lámparas para obtener luz eléctrica.  las

incandescentes, entre las que se encuentra la bombilla, las lámparas halógenas, etcétera  las que realizan la descarga en gas, como las fluorescentes, las lámparas de vapor de mercurio o sodio, etcétera.

4-EFECTOS DE LA CORRIENTE 

Lámparas incandescentes

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En este fenómeno de incandescencia se basa el funcionamiento de las bombillas convencionales, llamadas por ello, lámparas de incandescencia.

En dichas lámparas, el filamento de wolframio (un metal) alcanza unas temperaturas de 2000-3000ºC al pasar por el la corriente. Para evitar que se queme, el filamento se encierra en una ampolla de vidrio en la que se elimina el oxígeno (haciendo vacío o conteniendo una mezcla de argón y nitrógeno).

4-EFECTOS DE LA CORRIENTE  

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las que realizan la descarga en gas El efecto luminoso de estas lámparas se fundamenta en la propiedad de luminiscencia (radiaciones visibles sin incandescencia) que poseen algunas sustancias.

Cuando una sustancia emite luz debido a las descargas eléctricas a las que se ve sometida se denomina electroluminiscencia, Fotoluminiscencia cuando la sustancia que emite luz se encuentra en estado gaseoso (caso de los fluorescentes).

4-EFECTOS DE LA CORRIENTE  

Los tubos fluorescentes emiten luz visible debido a un fenómeno de fluorescencia Constan de un tubo de cristal en cuyo interior se encuentra la materia fluorescente  dos casquillos metálicos que cierran los extremos del tubo y facilitan su conexión a la red y, en cuyo interior, se disponen los electrodos o filamentos similares a los de una lámpara incandescente  para que pueda encenderse necesita una reactancia y un cebador. 

4-EFECTOS DE LA CORRIENTE 

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Efecto magnético

4-EFECTOS DE LA CORRIENTE 

EFECTO QUIMICO

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Se produce cuando la corriente eléctrica atraviesa disoluciones electrolíticas o conductoras.

Este efecto puede encontrarse aplicado en electrólisis (descomposición química de líquidos), , en generadores electroquímicos (baterías), etcétera.

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4-EFECTOS DE LA CORRIENTE   

Efecto fisiológicos Son todos los efectos que produce la corriente eléctrica cuando se aplica a los seres vivos.

Se pueden clasificarse en dos grandes grupos: 



Los efectos perjudiciales: en general, son todos los que producen electrocución.

Los efectos beneficiosos para el ser humano: son los que se producen con la aplicación de la corriente a través de los aparatos utilizados en tratamientos médicos (electrocardiogramas, electrocirugía, electrodiálisis...).

4-EFECTOS DE LA CORRIENTE

5-CIRCUITO ELÉCTRICO 

Un circuito eléctrico es un conjunto de operadores unidos de tal forma que permitan el paso o circulación de la corriente eléctrica

5-CIRCUITO ELÉCTRICO

6-ELEMENTOS DE UN CIRCUITO

6-ELEMENTOS DE UN CIRCUITO 

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Los generadores son los elementos que transforman cualquier forma de energía en energía eléctrica. Ejemplos de ellos son las pilas y baterías y las fuentes de alimentación.

Un generador consta de dos polos, uno negativo (cátodo) y uno positivo (ánodo). No basta con conectar un extremo del conductor al polo negativo del que salen los electrones. Hay que conectar el otro extremo al polo positivo, al que vuelven los electrones. Si cortamos el cable en un punto, los electrones se detienen en todo el cable (al igual que cuando cerramos un grifo el agua se detiene en toda la tubería).

Cuando ambos polos se unen mediante el hilo conductor, los electrones se mueven a través de él, desde el polo negativo al polo positivo.

6-ELEMENTOS DE UN CIRCUITO  

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LOS CONDUCTORES Son los elementos que conectan los distintos elementos del circuito permitiendo el flujo de electrones.

Para transportar los electrones de un sitio a otro se utilizan cables de metal, normalmente de cobre, y recubiertos de plástico para que los electrones no salgan del cable.

6-ELEMENTOS DE UN CIRCUITO 

LOS RECEPTORES

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Los receptores: son los elementos encargados de convertir la energía eléctrica en otro tipo de energía útil de manera directa, como la lumínica, la mecánica (movimiento), calorífica, etc. Los receptores eléctricos más usuales en nuestro taller serán las lámparas o bombillas, timbres, resistencias eléctricas, motores....

6-ELEMENTOS DE UN CIRCUITO  4.ELEMENTOS

MANIOBRA)

 Son

DE CONTROL (DE

los dispositivos usados para dirigir o interrumpir el paso de corriente. Los más importantes son los interruptores, conmutadores, pulsadores y relés.

6-ELEMENTOS DE UN CIRCUITO 

5.ELEMENTOS DE PROTECCIÓN

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Son los elementos encargados de proteger al resto de los elementos del circuito frente corrientes demasiado elevadas o frente a derivaciones o fugas de potencia. Son los fusibles, interruptores diferenciales y los interruptores magnetotérmicos.

Ejemplos de circuitos

Ejemplos de circuitos

7-MAGNITUDES ELÉCTRICAS 

Para analizar estudiar los circuitos y las magnitudes eléctricas, lo vamos a comparar con un fenómeno hidráulico

7.1-Carga eléctrica 

La carga eléctrica, Q, expresa la cantidad de electricidad que tiene un cuerpo, es decir, el exceso o defecto de electrones. Su unidad es el culombio (C).

7.2-Intensidad de corriente I 

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En el ejemplo del agua, la cantidad de agua que pasa por una tubería en un segundo se llama caudal. Por ejemplo, podemos decir que una tubería tiene un caudal de 1 L litro por segundo.

Eso quiere decir que cada segundo pasa 1L de agua por la tubería.

A semejanza del ejemplo del agua, en un punto de un circuito, la intensidad de corriente será la cantidad de carga (Q) que pasa por un punto del circuito por unidad de tiempo (t).

7.2-Intensidad de corriente I 

Intensidad de corriente eléctrica, I, es la cantidad de carga eléctrica (o de electrones) que atraviesa la sección de un conductor por unidad de tiempo.



Se mide en amperios (A) q es la carga que atraviesa el conductor y su unidad es el culombio t es el tiempo y se mide en segundos (s).

 

7.2-Intensidad de corriente I ď Ž

La intensidad de corriente se mide con un dispositivo llamado amperĂ­metro, que se colocarĂĄ en serie con el receptor cuya intensidad queremos medir.

7.3-Resistencia eléctrica R 



Si vemos correr el agua por dos mangueras transparentes de distinta rugosidad interior, comprobaríamos que cada material ofrece una oposición distinta al paso del fluido en función de sus características internas. A esto es a lo que llamamos resistividad (p) de un conductor.

Del mismo modo, observaríamos que el fluido circula mejor por tuberías (conductores) de menor longitud y de mayor sección.

7.3-Resistencia eléctrica R  

    

La resistencia, R, es la mayor o menor dificultad que opone un conductor al paso de la corriente eléctrica.

La resistencia de un conductor depende de las características del material, es decir, de su resistividad, así como de la longitud y la sección del conductor. Todos estos parámetros se relacionan mediante la expresión:

donde R es la resistencia y su unidad es el ohmio Ω p es la resistividad del material y se mide en Ω • m, l la longitud del hilo conductor (m) s la sección del hilo conductor (m2).

La resistencia eléctrica (R) es la oposición que ofrece un material al paso de la corriente eléctrica. Se mide con el óhmetro y se expresa en ohmios (Ω)

7.4-Voltaje o tensión eléctrica V



Podemos establecer una comparación entre la tensión o voltaje de un circuito eléctrico y la presión que existe en el interior de una tubería que comunica dos depósitos situados a diferentes alturas

7.4-Voltaje o tensión eléctrica V 

Cuanto mayor sea la diferencia de altura entre ambos depósitos, mayor será la presión (tensión) en la tubería (pila o generador)



Observa que la presión (tensión eléctrica) que existe en un punto del circuito siempre la tenemos que comparar con otro punto de referencia distinto dentro del circuito y cómo al sumar todas ellas obtenemos la presión (tensión) total.

7.4-Voltaje o tensión eléctrica V 





Si conectamos dos elementos entre sí (por medio de un material conductor) y uno de ellos tiene mayor carga eléctrica negativa que el otro, decimos que tiene mayor tensión o potencial eléctrico.

Una vez conectados, los electrones en exceso de uno serán atraídos a través del hilo conductor (que permite el paso de electrones) hacia el elemento de menor potencial, hasta que las cargas eléctricas de los dos cuerpos se equilibren.

Se trata de un fenómeno similar al que tiene lugar cuando colocamos dos recipientes con distinto nivel de agua y los conectamos entres sí mediante un tubo: el líquido pasa de un recipiente a otro a través del tubo hasta que los niveles se igualan.

7.4-Voltaje o tensión eléctrica V 

 

La diferencia de potencial (d.d.p.), tensión o voltaje (V) es el trabajo que hay que realizar para transportar una carga positiva entre dos puntos de un circuito; es decir mide el desnivel eléctrico entre dos puntos del circuito.

Su unidad, en el SI es el Voltio (V).

La tensión entre dos puntos del circuito se mide con un voltímetro que se colocará en paralelo con el componente cuya tensión se va a medir.

8-LEY DE OHM  

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Más voltaje => más intensidad Cuanto más voltaje tenga la pila que conectemos a un circuito más intensidad circulará, pues los electrones tendrán más energía para moverse y pasará más cantidad de carga en un segundo.

Pero, cuidado, que si nos pasamos con el voltaje, la intensidad se hace tan grande que los receptores que conectemos se pueden fundir.

8-LEY DE OHM Más resistencia => menos intensidad  Cuanta más resistencia tenga un circuito menor será la intensidad que circula por él, ya que a los electrones les costará más circular.  Lo que acabamos de ver se resumen en una ley 

8-LEY DE OHM

8-LEY DE OHM 

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Al igual que pasa con las unidades de volumen o masa, en electricidad muchas veces es aconsejable expresar el voltaje, la intensidad de corriente o la resistencia en múltiplos o submúltiplos de sus unidades.

Así, por ejemplo podemos expresar la intensidad en miliamperios (mA); es decir la milésima parte de un amperio; el voltaje en milivoltios (mV) o la resistencia en kiloohmios (kΩ) o megaohmios (MΩ).

Pero para utilizar la ley de Ohm las magnitudes deben estar en las unidades del Sistema Internacional

9-ESQUEMAS ELÉCTRICOS  

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Los circuitos eléctricos se representan de forma abreviada a través de esquemas Para ello se han de conocer sus símbolos normalizados y se ha de seguir un proceso.

A la hora de representar un circuito eléctrico se suelen utilizar los símbolos normalizados.

9-ESQUEMAS ELÉCTRICOS A

la hora de representar un circuito eléctrico se suelen utilizar los símbolos normalizados.  Para realizar un esquema eléctrico se usan los símbolos y las líneas rectas para representar los cables

9-ESQUEMAS ELÉCTRICOS