CORRIENTE ELÉCTRICA. Materiales conductores y aislantes:

Transcripción

1 CORRIENTE ELÉCTRICA Definición: La corriente eléctrica se define como el movimiento de cargas a través de un conductor. Para que haya circulación de cargas necesitamos que exista tensión eléctrica, es decir, una diferencia de cargas entre un extremo del conductor y el otro. De este modo, los electrones (que tienen carga negativa) se ven atraídos por el polo positivo, que tiene este signo por tener un menor número de electrones y por tanto, es el polo que tiene menor energía. Este movimiento de electrones continúa hasta que las cargas se equilibran. Este es el sentido real de circulación. En cambio, como el fenómeno de la electricidad se descubrió antes que la existencia de los electrones (y por tanto no se sabía que tenían cargas negativas), se decidió por acuerdo entre todos los científicos, que el sentido de circulación de la corriente eléctrica sería desde el polo positivo al polo negativo. Esto es lo que se conoce como el sentido convencional de circulación de la corriente. Por eso, cuando representamos el movimiento de los electrones en un circuito eléctrico, lo hacemos desde el polo positivo al polo negativo (de este modo es como aparece en todos los libros). Sentido convencional de la corriente Sentido real de la corriente Materiales conductores y aislantes: En función del comportamiento con las cargas eléctricas podemos clasificar los mateirales como conductores y aislantes. 2. ELECTROMAGNETISMO Es un fenómeno que surge de la combinación de la electricidad y el magnetismo. Igual que los imanes generan campos magnéticos, las corrientes eléctricas también los puede generar. Vamos a ver cómo están relacionados estos dos fenómenos: Las corrientes eléctricas crean campos magnéticos. Este es el fundamento de los electroimanes. Los campos magnéticos generan corrientes eléctricas. Este hecho provoca el fenómeno conocido como inducción electromagnética.

2 2.1 INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA Este fenómeno se produce gracias al movimiento relativo de un imán con respecto al conductor, concretamente consiste en acercar y alejar un imán a un conductor. Si el imán se queda quieto y movemos el conductor conseguimos el mismo efecto. La corriente producida se llama corriente inducida y es alterna, ya que al alejar y al acercar el imán del conductor el sentido de la corriente va cambiando periódicamente. 3. CORRIENTE CONTINUA Y CORRIENTE ALTERNA La corriente eléctrica que obtenemos a partir de reacciones químicas que se producen en pilas y baterías es continua, esto quiere decir que los electrones circulan en un solo sentido. La forma de la señal sería: La corriente eléctrica que obtenemos de las centrales y llega hasta nuestras viviendas cambia de sentido hasta 100 veces en un segundo porque es alterna. Esta corriente se obtiene a partir del fenómeno de la inducción electromagnética. La forma de la señal sería: 3.1. ALTERNADORES Son aparatos que generan corriente alterna. Está formado por un imán que entra y sale periódicamente en una bobina o también puede ocurrir que la bobina gire en el interior de un imán. En el extremo de la bobina hay dos anillos independientes llamados delgas que se encuentran en contacto con unas escobillas que recogen la electricidad. Cada vez que la bobina gira media vuelta, la corriente generada cambia de sentido y por eso se obtiene corriente alterna DINAMO Es un aparato que se emplea para generar corriente continua. El funcionamiento es igual que en el caso del alternador, lo que cambia es la forma de recoger la electricidad generada. En este caso, la corriente se recoge en un colector que está formado por un solo anillo separado en dos mitades, llamadas delgas. De esta forma, la corriente no cambia de sentido aunque cambie la posición de la bobina respecto a los polos del imán.

3 3.3 PILAS Por métodos químicos obtenemos corriente continua. La energía esta en las sustancias químicas que forman la pila. 3.4 BATERÍAS No generan corriente eléctrica, pero son capaces de almacenar carga y posteriormente ceder esa carga. 4. TRANSPORTE DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA A la hora de transportar la energía eléctrica, la corriente alterna tiene una serie de ventajas sobre la corriente continua. Por ejemplo: Las centrales eléctricas generan corriente alterna, por lo que si quisiéramos transportarla de forma continua habría que rectificarla. Las redes de distribución utilizan transformadores para reducir las pérdidas durante el transporte, y éstos solo funcionan con corriente alterna. Además, convertir corriente alterna en continua es un procesos sencillo y barato, pero hacer lo contrario, no. 5. MAGNITUDES ELÉCTRICAS 5.1VOLTAJE: es la energía que se transfiere a cada culombio de carga para que pueda atravesar el circuito eléctrico. Se mide en voltios (V). 5.2INTENSIDAD: Se define como la cantidad de carga eléctrica que pasa por una sección de conductor por unidad de tiempo. Se mide en amperios (A). I = Q/t I: intensidad (amperios) Q: carga (culombios) t: tiempo (segundos) 5.3 RESISTENCIA: Es la oposición que presenta un material al paso de la corriente eléctrica a través de él. Se mide en ohmios (Ω). Cuanto mayor es la resistencia de un material, menor es la intensidad de corriente que circula por él.

4 5.4 POTENCIA Y ENERGÍA ELÉCTRICA: la energía eléctrica se define como: E = V.I.t En el sistema internacional se mide en Julios (J). V es el voltaje medido en voltios (V) I la intensidad medida en amperios (A) t el tiempo medido en segundos (s) Por otro lado, potencia eléctrica es la cantidad de energía que es capaz de proporcionar dicha corriente eléctrica en un tiempo determinado. En el sistema internacional se mide en vatios (W). P = E/ t E es la energía y se mide en Julios (J) t es el tiempo y se mide en segundos (s) A partir de esta fórmula podemos despejar la energía y nos resulta la siguiente expresión: E = P.t Si la potencia se expresa en vatios (W) y el tiempo en segundos (s), la energía se mide en Julios (J). Si la potencia se expresa en kilovatios (KW) y el tiempo en horas (h), la energía se mide en kilovatio-hora (KWh). (1 kw son 1000 W) Si sustituimos la primera expresión de la energía en la fórmula anterior de la potencia resulta esta otra fórmula (que es la que emplearemos para calcular la potencia en circuitos eléctricos): P = V.I P es potencia y se mide en vatios (W) V es el voltaje y se mide en voltios (V) I es la intensidad y se mide en amperios (A) 6. LEY DE OHM El voltaje y la intensidad son magnitudes directamente proporcionales, de modo que manteniendo constante la resistencia si se dobla el voltaje, la intensidad se duplica; si el voltaje se triplica, la intensidad también lo hará Esta relación se conoce como ley de Ohm y se expresa como: V = R.I

5 V es voltaje medido en voltios (V) R es la resistencia medida en ohmios (Ω) I es la intensidad medida en amperios (A) 7. EFECTOS DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA Luminoso: empleando lámparas. Calorífico: su paso a través de materiales desprende calor (calefactores eléctricos). Electrodinámico: con dispositivos adecuados produce movimiento (motores eléctricos). Electromagnético: produce campos magnéticos, comportándose como imanes (electroimanes). Electroquímico: causa reacciones químicas (electrolisis del agua, galvanizado...). CIRCUITOS ELÉCTRICOS