LA CORRIENTE ELÉCTRICA

Transcripción

1 LA CORRIENTE ELÉCTRICA Átomo: protones, electrones y neutrones. Carga eléctrica. Materiales conductores y aislantes. Corriente eléctrica. Electricidad estática. La materia está formada por átomos, constituidos por tres tipos de partículas: protones, electrones y neutrones. Los protones están cargados positivamente, y los electrones, negativamente, mientras que los neutrones carecen de carga.

2 LA CORRIENTE ELÉCTRICA Átomo: protones, electrones y neutrones Carga eléctrica. Materiales conductores y aislantes. Corriente eléctrica. Electricidad estática. La carga eléctrica es la propiedad de la materia responsable de los fenómenos eléctricos. Hay dos tipos de carga eléctrica: positiva y negativa. Los cuerpos son eléctricamente neutros, es decir, tienen el mismo número de cargas positivas que negativas. La carga eléctrica se mide en culombios. Un culombio equivale, aproximadamente, a la carga eléctrica que tienen seis trillones de electrones. UN CULOMBIO ES IGUAL A LA CARGA DE 6, electrones

3 LA CORRIENTE ELÉCTRICA Átomo: protones, electrones y neutrones. Carga eléctrica. Materiales conductores y aislantes. Corriente eléctrica. Electricidad estática. En ciertos materiales, que reciben el nombre de conductores, los electrones (cargas negativas) pueden desplazarse con libertad. Se denominan materiales conductores aquellos que permiten el paso de la corriente eléctrica y materiales aislantes a aquellos que no lo permiten.

4 LA CORRIENTE ELÉCTRICA Átomo: protones, electrones y neutrones. Carga eléctrica. Materiales conductores y aislantes. Corriente eléctrica. Electricidad estática. La corriente eléctrica consiste en un movimiento de cargas eléctricas a través de un material conductor, como el cobre o el aluminio. Para que se produzca este movimiento es necesario que exista una tensión eléctrica; es decir, se necesita que en uno de los extremos haya más cargas negativas que en el otro. En estas circunstancias, los electrones que tiene en exceso serán atraídos, a través del conductor, hacia el cuerpo que tiene menor tensión, hasta que las cargas de ambos se equilibren. Cuando se igualan las cargas en todos los puntos del conductor, la corriente eléctrica se detiene. Si queremos que la corriente eléctrica se mantenga, tendremos que proporcionar energía a las cargas eléctricas para que continúen en movimiento. Esto se consigue con un generador.

5 Átomo: protones, electrones y neutrones. Carga eléctrica. Materiales conductores y aislantes. Corriente eléctrica. Electricidad estática. LA CORRIENTE ELÉCTRICA La corriente eléctrica la podemos producir de diferentes maneras: Mediante reacciones químicas. A partir del movimiento. Por presión. A partir de luz. Ramón

6 LA CORRIENTE ELÉCTRICA Átomo: protones, electrones y neutrones. Carga eléctrica. Materiales conductores y aislantes. Corriente eléctrica. Electricidad estática. Al frotar un bolígrafo con un trapo los electrones son arrancados de este último y pasan al bolígrafo, que, de esta forma, queda cargado negativamente. Si acercamos luego el bolígrafo cargado a un trocito de papel, los electrones del extremo del papel más próximo al bolígrafo son repelidos al lado contrario, con lo que dicho extremo queda cargado positivamente. Esta es la razón por la que el bolígrafo atrae el papel. Tras electrizar el bolígrafo, las cargas se quedan en reposo; no se mueven a lo largo del material electrizado; se habla entonces de electricidad estática. Ramón

7 LA CORRIENTE ELÉCTRICA Átomo: protones, electrones y neutrones. Carga eléctrica. Materiales conductores y aislantes. Corriente eléctrica. Electricidad estática. Ramón

8 LA CORRIENTE ELÉCTRICA Átomo: protones, electrones y neutrones. Carga eléctrica. Materiales conductores y aislantes. Corriente eléctrica. Electricidad estática. Ramón

9 MAGNITUDES ELÉCTRICAS Intensidad de la corriente. Diferencia de potencial, voltaje, tensión La resistencia eléctrica. Las magnitudes eléctricas básicas son: la intensidad de la corriente. la diferencia de potencial o voltaje. la resistencia eléctrica. Ramón

10 MAGNITUDES ELÉCTRICAS Intensidad de la corriente. Diferencia de potencial, voltaje, tensión La resistencia eléctrica. La intensidad de la corriente (I) es la cantidad de carga eléctrica (q) que atraviesa una sección del conductor en la unidad de tiempo (t). Matemáticamente se expresa así: La intensidad se mide en amperios (A) en el Sistema Internacional. Para ello en la ecuación anterior, el valor de la carga eléctrica debe expresarse en culombios (C) y el tiempo, en segundos (s). Debido a que las medidas en amperios son muy grandes se suele utilizar los múltiplos miliamperios. Para medir la intensidad de corriente se usa un aparato: el amperímetro. Ramón

11 MAGNITUDES ELÉCTRICAS Intensidad de la corriente. Diferencia de potencial, voltaje, tensión La resistencia eléctrica. La diferencia de potencial o voltaje es una magnitud relacionada con la cantidad de energía que consume un receptor (o que proporciona un generador). La diferencia de potencial o voltaje es la energía por unidad de carga que hace que estas circulen por el circuito. La unidad de medida es el voltio (V) y se utiliza para su medición un aparato llamado voltímetro. Ramón

12 MAGNITUDES ELÉCTRICAS Intensidad de la corriente. Diferencia de potencial, voltaje, tensión La resistencia eléctrica. La resistencia eléctrica (R) puede definirse como la oposición que presenta un elemento al paso de la corriente eléctrica. Se mide en ohmios (Ω) en el Sistema Internacional. Puede calcularse utilizando la ecuación: Las variables que intervienen en esta ecuación son: ρ, la resistividad. Es característica de cada material. Unos buenos conductores son el cobre, la plata, el oro, L, la longitud del conductor. S, la sección del conductor. El aparato de medida de la resistencia es el Óhmetro. Ramón

13 LEY DE OHM El primer científico que estudio la relación entre el voltaje, la intensidad y la resistencia fue Georg Ohm, quien en 1822 realizó un experimento similar al que acabas de realizar. En honor de este físico alemán, la relación de proporcionalidad existente entre la tensión, la intensidad y la resistencia eléctrica se llama ley de Ohm, y matemáticamente se expresa así: Ramón

14 LEY DE OHM La ley de Ohm se puede expresar de otras dos formas, en función de la magnitud que se despeje: Cuando Ohm estudio una serie de medidas encontró que: cuando el voltaje se duplica, la intensidad también se duplica. Cuando el voltaje se triplica, la intensidad también se triplica. Y así sucesivamente. Ramón

15 EL CIRCUITO ELÉCTRICO Y LOS SÍMBOLOS UTILIZADOS Elementos de un circuito eléctrico. Símbolos más usuales. Un circuito eléctrico está formado por: Generadores. Cables de conexión. Elementos de maniobra. Elementos de protección. Receptores. Ramón

16 EL CIRCUITO ELÉCTRICO Y LOS SÍMBOLOS UTILIZADOS Elementos de un circuito eléctrico. Símbolos más usuales. Generadores. Básicamente, hay tres tipos de generadores de corriente eléctrica: las pilas, las baterías y las dinamos. Las pilas son fuentes de energía eléctrica ligera y segura. Solo tienen el problema de que se agotan y, al contrario que las baterías, no se pueden recargar. En los últimos años se han popularizados las pilas recargables. Transforman la energía química en energía eléctrica. Ramón

17 EL CIRCUITO ELÉCTRICO Y LOS SÍMBOLOS UTILIZADOS Elementos de un circuito eléctrico. Símbolos más usuales. Cables de conexión. Sirven para unir los elementos del circuito. Están aislados con plástico o con barniz. Ramón

18 EL CIRCUITO ELÉCTRICO Y LOS SÍMBOLOS UTILIZADOS Elementos de un circuito eléctrico. Símbolos más usuales. Elementos de maniobra. Permiten controlar el circuito. Pueden ser interruptores, pulsadores o conmutadores. Los interruptores sirven para cerrar o abrir el circuito y los pulsadores son elementos que al pulsarlos cierran el circuito, poniéndolo en funcionamiento. Los conmutadores en ocasiones resultan muy útiles, ya que al mismo tiempo que abren un circuito, cierran otro Ramón

19 EL CIRCUITO ELÉCTRICO Y LOS SÍMBOLOS UTILIZADOS Elementos de un circuito eléctrico. Símbolos más usuales. Receptores. Son los elementos que transforman la energía eléctrica en otras formas de energía (luz, calor, ). Los más destacados son las lámparas, las resistencias, los motores, los timbres,... Ramón

20 EL CIRCUITO ELÉCTRICO Y LOS SÍMBOLOS UTILIZADOS Elementos de un circuito eléctrico. Símbolos más usuales. Los científicos se han puesto de acuerdo en unos símbolos internacionales con los que se pueden representar los circuitos más fácilmente y de forma universal. Ramón

21 CIRCUITOS EN SERIE, PARALELO Y MIXTO Circuitos en serie. Circuitos en paralelo. Circuitos mixtos. Ramón

24 CORRIENTE CONTINUA Y CORRIENTE ALTERNA Corriente continua. Corriente alterna. Corriente continua. Entre los bornes o extremos de una pila o batería existe una tensión constante que no varía con el tiempo. Si cada segundo midiéramos con un voltímetro los voltios que hay en la batería de un coche, el resultado siempre 12V. La corriente continua (CC o DC) se genera a partir de un flujo continuo de electrones (cargas negativas) siempre en el mismo sentido, el cual es desde el polo negativo de la fuente al polo positivo. Al desplazarse en este sentido los electrones, los huecos o ausencias de electrones (cargas positivas) lo hacen en sentido contrario, es decir, desde el polo positivo al negativo. Ramón

25 CORRIENTE CONTINUA Y CORRIENTE ALTERNA Corriente continua. Corriente alterna. Ramón

26 CORRIENTE CONTINUA Y CORRIENTE ALTERNA Corriente continua. Corriente alterna. Corriente alterna. En la corriente alterna (CA o AC), los electrones no se desplazan de un polo a otro, sino que a partir de su posición fija en el cable (centro), oscilan de un lado al otro de su centro, dentro de un mismo entorno o amplitud, a una frecuencia determinada (número de oscilaciones por segundo). Por tanto, la corriente así generada (contraria al flujo de electrones) no es un flujo en un sentido constante, sino que va cambiando de sentido y por tanto de signo continuamente, con tanta rapidez como la frecuencia de oscilación de los electrones. Ramón

29 POTENCIA ELÉCTRICA Y ENERGÍA CONSUMIDA Potencia eléctrica. Energía consumida. Potencia eléctrica. La potencia (P) nos indica la energía eléctrica que se consume en la unidad de tiempo. Se mide en vatios (W) o en Kilovatios (1kW=1000W) Para calcular la potencia basta multiplicar el voltaje por la intensidad. P=V I Ejemplo: La lámpara de tu estudio se conecta a 220V y circula una intensidad por el filamento de 0,34A. Qué potencia consume? Está conectada a 220V, por tanto: P = V I = 220V 0,34A = 74,8 W Ramón

30 POTENCIA ELÉCTRICA Y ENERGÍA CONSUMIDA Potencia eléctrica. Energía consumida. Cuánto cuesta la electricidad? 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). Energía (kwh) = potencia (kw) tiempo (t) Es muy sencillo calcular el gasto de cualquier aparato. Si la lavadora tiene una potencia de 1500 W y el lavado dura 2 horas, habrá consumido: 1,5 kw 2 h = 3 kwh Como cada kwh cuesta aproximadamente 0,1 euros, el consumo de la lavadora en euros será: 3 kwh 0,1 euros/kwh = 0,30 euros Ramón

31 GENERACIÓN DE LA ELECTRICIDAD Ramón

32 EFECTOS DE LA CORRIENTE ANIMACIÓN DE TRANSFORMACIÓN DE LA ENERGÍA Y EFECTOS DE LA CORRIENTE TRANSFORMACIÓN DE LA ENERGÍA Ramón