REFUERZO TECNOLOGÍA DE 4º ESO

Transcripción

1 REFUERZO TECNOLOGÍA DE 4º ESO Los átomos están formados por un núcleo central donde se encuentran los protones (+) y los neutrones (sin carga) y una órbitas alrededor de éste dondesesitúanloselectrones (-)quegiran La cantidad de carga de un cuerpo es el número de e- que tiene en exceso o en defecto. Pero la carga del e- es muy pequeña, por eso se usa una unidad mayor que definió el francés Charles de Coulomb. 1 Culombio = 6,3 * e - 1

2 En un circuito eléctrico se define la intensidad de corriente como la cantidad de cargas Q (se mide en Culombios) que atraviesan la sección de un conductor en la unidad de tiempo. En cualquier circuito se desplazan millones de electrones. I = Q / t I: Amperios; Q: Culombios; t: segundos; 1 A = 1 C / 1 s E1. Halla la intensidad que circula por un cable si lo atraviesan 25, e - cada 0,5 segundos. Al unir los dos polos de una pila con el cable, el campo eléctrico creado ejerce una fuerza sobre cada uno de los electrones y los impulsa hacia el ánodo o polo negativo. Pero el hilo de cobre nunca se queda sin electrones porque tantos como entran en el ánodo de la pila, tantos salen del cátodo y entran en el conductor. Los electrones que corren por el circuito siempre hacen lo mismo; dar vueltas por él una y otra vez, impulsados por el generador (pila) y transportando energía. + - conductor(cable) Los electrones viajan del potencial negativo al potencial positivo. Sin embargo se toma por convención que el sentido de la corriente eléctrica va desde el potencial positivo al potencial negativo. 2

3 La cantidad de energía que una pila o batería (generador) es capaz de proporcionar a cada electrón viene expresada por su voltaje y se mide en voltios(v). La tensión, voltaje o diferencia de potencial es: una magnitud física que impulsa a loselectronesa lo largo de un conductor en un circuito eléctrico cerrado, o el trabajo por unidad de carga ejercido por el campo eléctrico, sobre una partícula cargada, para moverla de un lugar a otro. La tensión de la pila se reparte entre los distintos elementos del circuito transformándose en otros tipos de energía (luz, calor, ). La energía eléctrica cedida por el generador ha de ser la misma que la consumida por los elementos del circuito. E.2. Sería posible un circuito formado por una pila de 4,5 V, una bombilla que consumiera 2V y una resistencia que consumiera 3V? 3

4 Los electrones al atravesar los conductores por los que son transportados, chocan con los átomos y esto supone una pérdida de energía. Decimos que los conductores ofrecen una resistencia al paso de la corriente. Se representa por la letrarysemideen Ω(ohmios). RESISTENCIA DE UN MATERIAL: R = ρ l / S donde: ρ: Resistividad del material. Se mide en Ω m, Ω cm, Ω mm. l: longitud (se mide en m, cm o mm.). S: sección (se mide en m², cm² o mm²). E.3.Hallalaresistenciadeuntrozodehierroquetienecomo ρ 1, Ω.m, una longitud de 540m y una sección de 19,65 mm 2. Pilas o baterías: elemento que proporciona la diferencia de potencial (ddp) o tensión(v) necesaria para el movimiento de electrones. Receptores: elementos que transforman la corriente eléctrica en otras formas de energía. Así pues, las resistencias transforman la energía que transporta la corriente eléctrica en calor, las bombillas en luz, los motores en trabajo mecánico, etc. Conductores: cables que comunican las pilas con los receptores. El hilo conductor por excelencia es el cobre que tiene muchísimos electrones libres que pueden moverse, no se oxida, es barato y su punto de fusión es muy elevando. Elementos de maniobra: interruptores, pulsadores, etc que permiten cortar a voluntad el paso de la corriente eléctrica. 4

5 Cuando se aplica una fuente de tensión externa (una pila), se aplica un campo eléctrico sobre los electrones haciendo que se muevan. La cantidad de electrones que pasan por el circuito cada segundo será mayor cuanto mayor sea el voltaje (tensión) de la pila. Pero el paso de los electrones está entorpecido por la resistencia que ofrecen los propios cables y los demás componentes del circuito. Así, podemos suponer que la intensidad de corriente debe ser tanto menor cuanto mayor sea la resistencia. I = V AB / R En un circuito la intensidad de corriente es directamente proporcional al voltaje e inversamente proporcional a la resistencia. EJERCICIOS DE APLICACIÓN DE LA LEY DE OHM E.24 Determina el valor de las resistencias en el siguiente circuito: 4V 8V V V + R1 R2-200 ma A 5

6 Decimos que dos o más elementos de un circuito están asociados en serie si aparecen conectados uno a continuación del otro, de modo que la corriente quepasaportodosellosessiempre lamisma: I total =I 1 =I 2 Si los elementos asociados son resistores, podemos asegurar que la resistencia total, o equivalente, que el circuito ofrece al paso de la corriente es igualala sumadecadaunadeellas: Porotrolado,comosehade cumplir elprincipiode conservación de la energía, la diferencia de potencialenlosbornesdelapilahadeserigualala suma de las diferencias de potencial entre los extremos de cada resistencia: Vpila= V1+ V2 EJERCICIOS CIRCUITOS EN SERIE E.26 Dado el siguiente circuito: R 1 = 5 Ω R 2 = 10 Ω R 3 = 7Ω Vpila= 110 V Halla: a. Resistencia total o equivalente b. La intensidad que circula por el circuito c. El valor de V1, V2y V3 E.27 Dado el siguiente circuito: V V V 1 = 10 V V 2 = 20 V R 3 = 2Ω Vpila= 40 V Halla: a. El valor de V3 b. La intensidad que circula por el circuito c. El valor de R1y R2 6

7 Se dice que dos o más elementos están asociados en paralelo si están conectados a puntos comunes y por lo tanto, sometidos a la misma diferencia de potencial. Esdecir, que la diferencia de potencial en losbornesde la pila V pila, esla misma que la aplicada a los extremos de cada resistencia: Vpila=Vab =V 1 =V 2 La intensidad de corriente que sale de la pila, I T, se bifurca en los nudos y es igual a la suma de las intensidades que circulan por cada rama del circuito. I T = I 1 + I 2 SiaplicamoslaleydeOhmacadaresistencia La inversa de la resistencia total, o equivalente, es igual a la suma de las inversas de cada una de las resistencias asociadas en paralelo. EJERCICIOS CIRCUITOS EN PARALELO E.30 Dado el siguiente circuito, halla: a. La Req b. La I T R 1 R 2 R 3 c. Los valores de I 1, I 2 e I 3 R 1 = 4Ω; R 2 = 12Ω; R 3 = 6Ω;V pila = 12 V E.33 Calcula la intensidad/es del circuito siguiente, cuando está: a) Abierto el interruptor b) Cerrado el interruptor R 1 =6Ω R 2 =25Ω - + V T =1,5 V 7

8 Definiremos circuitos mixtos como aquellos que tienen elementos dispuestos en serie y paralelo a la vez. Para poder resolver el circuito por la ley de Ohm : Necesitamos una sola resistencia: la resistencia equivalente Una vez calculada la resistencia equivalente (total) del circuito podré hallar el valor de la intensidad total del circuito: I T = Vpila/Req La diferencia de potencial que tenga entre los extremos de la resistencia equivalenteserá igualalaquehayentrelosbornesdelapila. V Req = Vpila E.35 Halla la resistencia equivalente del siguiente conjunto de resistencias: R2 E.37 Dado el siguiente circuito R3 R4 R1 R5 R6 R7 R8 R 1 =15Ω R 2 =2Ω R 3 =24Ω R 4 =4Ω R 5 =40Ω R 6 =1Ω R 7 =10Ω R 8 =90Ω R1 R3 R2 R4 Datos R 1 = 6Ω Halla: a) R eq R 2 = 2Ω b) I R 3 = 20Ω c) I a e I b R 4 = 4Ω d) V 1,V 2, V 3,V 4 V pila = 36 V 8