INSTITUTO DE ENSEÑANZA SECUNDARIA VILLA DE MAZOCONSEJERÍA DE EDUCACIÓN , UNIVERSIDADES Y SOSTENIBILIDAD

DEPARTAMENTO DE TENOLOGÍA. IES VILLA DE MAZO

TEMA 1. ELECTRICIDAD Y ELECTRÓNICA

La electricidad y la electrónica forman parte de nuestra vida cotidiana, los electrodomésticos, los medios de transporte, los sistemas de comunicación o los generadores de energía son sólo algunos ejemplos que están controlados por circuitos electrónicos.

Si alguna vez has observado el interior de un ordenador te habrás dado cuenta de que éste no es más que un conjunto de circuitos integrados y de componentes electrónicos interconectados.

Para comprender completamente el funcionamiento de los ordenadores no basta con saber usar sus aplicaciones o programas sino que es necesario introducirse en su interior, examinar los distintos circuitos y su lógica de funcionamiento, sumergirse en el mundo de la electrónica digital.

Para empezar a estudiar la electricidad, veamos la magnitudes que necesitamos:

VOLTAJE, TENSIÓN ELÉCTRICA O DIFERENCIA DE POTENCIAL

El Voltaje es la energía por unidad de carga, que hace que éstas circulen por el circuito. Se mide en Voltios (V) y para medirlo en un circuito colocamos el polímetro en paralelo con la bombilla. El esquema es el siguiente:

INTENSIDAD O CORRIENTE ELÉCTRICA.

La Intensidad es la cantidad de carga que atraviesa un conductor, se mide en A y para medir la intensidad se coloca el polímetro en serie con la bombilla. El esquema es el siguiente:

RESISTENCIA ELÉCTRICA

La Resistencia mide la oposición que presentan los conductores al paso de la corriente eléctrica y se mide en ohmios (Ω). La resistencias pueden ser fijas o variables.

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RESISTENCIAS FIJAS

Las resistencias fijas presentan el mismo valor y se rigen por un código de colores

Ejemplos:

1. Dar el código de las siguientes resistencias220012000015300100000

2. Determinar el valor de las siguientes resistencias

Naranja Rojo Amarillo MarrónVioleta Naranja Amarillo RojoRojo Rojo Rojo OroVerde Naranja Marrón PlataAzul Verde Naranja Marrón

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RESISTENCIAS VARIABLES

Las resistencias variables cambian su valor y hay diversos tipos:

POTENCIÓMETROS.- Varían su valor entre 0 y un valor máximo que aparece indicado en el componente ejemplos.

RESISTENCIAS VARIABLES CON LA LUZ.- Estas resistencias disminuyen su valor cuando aumenta la cantidad de luz que les llega, pasando de miles de ohmios a decenas.

RESISTENCIAS VARIABLES CON LA TEMPERATURA (NTC Y PTC).

NTC: Si la T aumenta, la resistencia disminuye. PTC: Si la T disminuye la resistencia aumenta.

LA LEY DE OHM

La ley de OHM establece que el voltaje al que está sometido un conductor coincide con el producto de la intensidad que lo atraviesa por la resistencia a ser atravesado.

V = I·RLA POTENCIA

Se define la potencia como la cantidad de energía que consume un aparato eléctrico en cada instante:

P = V·ILa unidad de potencia en el SI es el watio (W), también se utiliza el CV

(1CV=736w).

TABLA DE MAGNITUDES:

MAGNITUD SÍMBOLO UNIDAD SÍMBOLOVoltaje V Voltio VIntensidad I Amperio AResistencia R Ohmio ΩPotencia P Vatio W

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CONTROLANDO LA ELECTRICIDAD

Para controlar la electricidad se utilizan diversos dispositivos, aquí tenemos los más importantes:

INTERRUPTORES PULSADORES

FINALES DE CARRERA CONMUTADORES

CIRCUITOS ELÉCTRICOS

Un circuito eléctrico está formado por - Generadores.- Son los que generan la corriente eléctrica como pilas, baterías,

dinamos.- Cables de conexión: Sirven para unir los elementos del circuito, y son de cobre y

aluminio (conductores).- Elementos de maniobra: Son los que permiten controlar el circuito (encenderlo y

apagarlo), como pulsadores, interruptores y conmutadores.- Elementos de protección: Son los que protegen a los receptores, como los

fusibles.- Receptores: Son los que transforman la energía eléctrica en otras formas de

energía, como las lámparas, resistencias, motores y timbres.

A continuación veamos los símbolos de los principales elementos de un circuito:

Aplicaciones de la Ley de Ohm

1. Se conecta una resistencia de 3kΩ a una pila de 4,5V. ¿Cuál será la I?.

I= ; I= ; I=1,5mA

2. Si un voltímetro mide 6V y el amperímetro marca 0,5 A. ¿Cuánto valdrá la R de la bombilla?.

R= ;R= ;R=12Ω

3. ¿Qué corriente circula por la bombilla de una linterna alimentada a 4,5V?, si R= 9Ω?.

I= ; I= ; I = 0,5 A

4. Determinar la R de una bombilla en un circuito que tiene una pila de 4,5V si la I=2A.5. Determinar el valor de V, si la I y la R son de 5 A y 6Ω.6. Determinar el valor de la I si R y V son de 5Ω y 10 V respectivamente

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CAMBIOS DE UNIDADESEn electricidad se suelen utilizar los siguientes submúltiplos (mili(m=10-3),

micro(µ=10-6), pico(p=10-12)).1. Pasar a mV, µV 50V.2. Pasar a µV y V 30mV.3. Pasar a V y mV 400µV.4. Pasar a mA 300 A.5. Pasar a A 20mA.

DISPOSICIÓN DE RESISTENCIAS.-

Las resistencias se pueden agrupar de la siguiente forma:

- Asociación en serie RT = R1+R2+R3+….- Asociación en paralelo

- Asociación mixta.- Se resuelven primero en paralelo y el resultado en serie

Ejemplo: RT= R1+ ( )

Ejemplos.

1. Calcular la RT de las siguientes asociaciones de resistencias: a) b)

2.Asocia estas cuatro resistencias de la siguiente forma:

a) Serie.b) Paraleloc) Las tres primeras en paralelo y en serie con la tercera.d) La primera y la segunda en paralelo y en serie con la tercera y cuarta que también están en paralelo.

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RESOLUCIÓN DE CIRCUITOS

Para la resolución de circuitos, debemos determinar la RT, IT, las I que circulan por cada Resistencia, la PT y la potencia que circula por cada resistencia. Veamos dos ejemplos con asociaciones en serie y en paraleloa) Asociación en serie.

1) RT=R1+R2+R3 RT=6Ω

2) IT= IT= IT= 2A

3) I1=I2=IT=2A. (La IT es igual a las intensidades en cada una de la resistencias).4) PT= V·I PT=12·2 PT=24w.5) P1=R1·I1

2 P1=1·22 P1 = 4w ; P2=R2·I22 P2= 2·22 P2= 8w ; P3=R3·I3

2 P3= 3·22 P3= 12w.

a) Asociación en paralelo.

1)

RT=0,83Ω

2) IT= IT= IT= 10A

3)

4) PT= V·I PT=12·10 PT=120w.5) P1=R1·I1

2 P1=2·62 P1 = 72w ; P2=R2·I22 P2= 3·42 P2= 48w ;

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ACTIVIDADES DE ELECTRICIDAD Y ELECTRÓNICA

1. Expresar en mVy V, 0,0245V2. Expresar en V y V, 500mV3. Expresar en V y mV 300000V.4. Expresar en A, 4500mA.5. Expresar en mA, 0,2A6. En un conductor circula una I=4A y R=2, ¿qué tensión y que potencia tendrá en los extremos?.7. ¿Qué resistencia y qué potencia tiene un conductor si presenta en sus extremos una tensión de 100V y circula por él una intensidad de 2,5A? 8. La luneta térmica de un automóvil consume 3 A y con una tensión continua de 12V. Determinar el valor de la resistencia y de la potencia?.9. Calcular las resistencias equivalentes de los siguientes circuitos:

10. Calcular la intensidad que circula por cada una de las resistencias, así como la total y las potencias