Electricidad

TEMA 7 Y 8: ESTRUCTURAS Y ELECTRICIDAD

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1. LA CORRIENTE ELÉCTRICA

La corriente eléctrica es el movimiento de los electrones a través de un conductor.Si pudiésemos ver a nivel atómico qué es lo que está pasando, observaríamos algo parecido a lo que muestra la figura.

Para que exista corriente, deben darse varios requisitos:

- Debe haber una fuente de energía (la pila en nuestro circuito): en los extremos de la pila (terminales), hay un polo con pocos electrones y con muchos. La naturaleza hace que esos niveles tiendan a igualarse, provocando el movimiento de un polo (-) a otro (+).

- El circuito debe estar cerrado entre los dos polos de la pila: un conjunto de cables conductores deben facilitar el paso de los electrones, con elementos de control que deciden si los electrones pasan, y con elementos que transforman la energía eléctrica en calor, luz o movimiento.

2. LA LEY DE OHM


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PROFESOR: PEDRO A. ORTEGAPara poder estudiar la electricidad, se han definido una serie de magnitudes que se pueden medir y calcular:

• Voltaje o tensión eléctrica: V

Si disponemos de dos depósitos de agua situados a diferente altura, el agua puede circular por una tubería desde el más alto hacia el más bajo. En los polos de una pila pasa algo parecido, uno tiene más energía que el otro (más potencial) y pone los electrones en movimiento. El voltaje mide esa energía por unidad de carga, por tanto:

El voltaje es la energía por unidad de carga que hace que estas circulen por el circuito. Se mide en voltios, V.

Las pilas suelen ser de 1,5 V, 4,5 V o 9 V.

• Intensidad: I

La intensidad es la cantidad de carga que pasa por el conductor en un segundo. Se mide en amperios, A. El amperio es una unidad muy grande, que equivale al paso de 6,24 · 1018 electrones por segundo.

• Resistencia: R

La resistencia mide la oposición que presentan los conductores al paso de la corriente. Se mide en ohmios, Ω.

Las tres magnitudes anteriores se relacionan en la llamada “Ley de Ohm”:

ACTIVIDADES 1

1. Realiza la siguiente tabla en tu cuaderno, con información de las 3 magnitudes eléctricas:

NOMBRE MAGNITUD SÍMBOLO MAGNITUD UNIDAD DE MEDIDA SÍMBOLO DE LA UNIDAD DE MEDIDA

2. Copia el enunciado de la ley de ohm.

3. Dado un circuito con 4,5 V y 0,02 A, calcula la resistencia de dicho circuito.

4. Dado un circuito de 15 Ω y 0,5 A, calcula la tensión eléctrica de dicho circuito.

5. Dado un circuito de 9 V y 16 Ω, calcula la corriente de dicho circuito.

6. Dado los siguiente circuitos, explica por qué no se encenderán:

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PROFESOR: PEDRO A. ORTEGA

3. CIRCUITOS ELÉCTRICOS

Los elementos de un circuito eléctrico se pueden clasificar según su función en GENERADORES, ELEMENTOS DE MANIOBRA O CONTROL, ELEMENTOS DE PROTECCIÓN, CONDUCTORES (ELEMENTOS DE CONEXIÓN) Y RECEPTORES. La siguiente tabla muestra algunos de estos elementos, con los símbolos universales que permiten representarlos más fácilmente:

ACTIVIDADES 2

1. Dibuja mediante símbolos los siguiente circuitos:

a. Una bombilla conectada a una pila con un interruptor.

b. Un timbre conectado a una pila con un pulsador.

c. Un motor conectado a una pila, con un fusible de protección y un interruptor.

d. Una bombilla conectada a una pila con dos conmutadores.

3.1. CIRCUITOS SERIE

¿Cómo debemos conectar los componentes cuando son más de uno? Según lo que necesitemos, podemos elegir básicamente dos tipos de conexión, en serie o en paralelo.

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PROFESOR: PEDRO A. ORTEGAConexión en serie: Se conectan los receptores (lámparas, motores, timbres, etc.), uno a

continuación de otro. Es como has hecho en los 3 primeros ejercicios de “Actividades 2”

Características:

• Se reparten el voltaje de la pila entre ellos. Así, por ejemplo, si conectamos tres bombillas en serie a una pila de 4,5 voltios, a cada una le corresponden solo 1,5 voltios, por lo que lucen muy poco.

• Si se funde una bombilla, o la desconectamos, las demás dejan de lucir.

3.2. CIRCUITOS PARALELOS

Conexión en paralelo: Los elementos se disponen de forma que cada uno de ellos tiene sus terminales conectados a los terminales del otro.

Características:

• Todos disponen del mismo voltaje de la pila. Si conectamos tres bombillas en paralelo, cada una de ellas está en contacto con los polos de la pila. Como la pila tiene 4,5 voltios, todas lucen mucho.

• Si se funde una bombilla, o la desconectamos, las demás siguen luciendo.

• Como desventaja, la bombilla se consume más rápido que en el circuito serie.

4. POTENCIA ELÉCTRICA Y ENERGÍA CONSUMIDA

La energía eléctrica que se consume en los circuitos se transforma en luz, movimiento, etc. La energía consumida en cada segundo es la potencia.

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PROFESOR: PEDRO A. ORTEGALa potencia (P) nos indica la energía eléctrica que se consume en la unidad de tiempo. Se mide en vatios (W) o en kilovatios (1 kW = 1.000 W). Para calcular la potencia basta multiplicar el voltaje por la intensidad:

P = V · IPor ejemplo, si tu lector de mp3 es de 6 W, significa que en cada segundo se consumen 6 J de energía.

La energía en el Sistema Internacional (SI) de unidades se mide en julios (J) pero en el caso de la energía eléctrica se utiliza más el kilovatio hora (kWh). En la actualidad, un kWh cuesta en España aproximadamente 0,10 euros. La energía se puede calcular con la siguiente fórmula:

Energía (kWh) = potencia (kW) · tiempo (horas)

Es muy sencillo calcular el gasto de cualquier aparato, veamos un ejemplo.

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