El circuito eléctrico es el recorrido preestablecido por el que se desplazan las cargas eléctricas.

Transcripción

1 EL CIRCUITO ELÉCTRICO 1.- El circuito eléctrico elemental. El circuito eléctrico es el recorrido preestablecido por el que se desplazan las cargas eléctricas. Circuito elemental Las cargas eléctricas que constituyen una corriente eléctrica pasan de un punto que tiene mayor potencial eléctrico a otro que tiene un potencial inferior. Para mantener permanentemente esa diferencia de potencial, llamada también voltaje o tensión entre los extremos de un conductor, se necesita un dispositivo llamado generador (pilas, baterías, dinamos, alternadores...) que tome las cargas que llegan a un extremo y las impulse hasta el otro. El flujo de cargas eléctricas por un conductor constituye una corriente eléctrica. Se distinguen dos tipos de corrientes: Corriente continua: Es aquella corriente en donde los electrones circulan en la misma cantidad y sentido, es decir, que fluye en una misma dirección. Su polaridad es invariable y hace que fluya una corriente de amplitud relativamente constante a través de una carga. A este tipo de corriente se le conoce como corriente continua (cc) o corriente directa (cd), y es generada por una pila o batería.

2 Este tipo de corriente es muy utilizada en los aparatos electrónicos portátiles que requieren de un voltaje relativamente pequeño. Generalmente estos aparatos no pueden tener cambios de polaridad, ya que puede acarrear daños irreversibles en el equipo. Corriente alterna: La corriente alterna es aquella que circula durante un tiempo en un sentido y después en sentido opuesto, volviéndose a repetir el mismo proceso en forma constante. Su polaridad se invierte periódicamente, haciendo que la corriente fluya alternativamente en una dirección y luego en la otra. Se conoce en castellano por la abreviación CA y en inglés por la de AC. Este tipo de corriente es la que nos llega a nuestras casas y sin ella no podríamos utilizar nuestros artefactos eléctricos y no tendríamos iluminación en nuestros hogares. Este tipo de corriente puede ser generada por un alternador o dinamo, la cual convierten energía mecánica en eléctrica. El mecanismo que lo constituye es un elemento giratorio llamado rotor, accionado por una turbina el cual al girar en el interior de un campo magnético (masa), induce en sus terminales de salida un determinado voltaje. A este tipo de corriente se le conoce como corriente alterna (a). Fuerza electromotriz de un generador: Se denomina fuerza electromotriz (FEM) a la energía proveniente de cualquier fuente, medio o dispositivo que suministre corriente eléctrica. Para ello se necesita la existencia de una diferencia de potencial entre dos puntos o polos (uno negativo y el otro positivo) de dicha fuente, que sea capaz de bombear o impulsar las cargas eléctricas a través de un circuito cerrado. A. Circuito eléctrico abierto (sin carga o resistencia). Por tanto, no se establece la circulación de la corriente eléctrica desde la fuente de FEM (la batería en este caso). B. Circuito eléctrico cerrado, con una carga o resistencia acoplada, a través de la cual se establece la circulación de un flujo de 1

3 corriente eléctrica desde el polo negativo hacia el polo positivo de la fuente de FEM o batería. Resumiendo, un generador se caracteriza por su fuerza electromotriz, fem, que es la energía que proporciona a la unidad de carga que circula por el conductor. Fuerza electromotriz = energía/carga fem= E/Q La unidad de fuerza electromotriz en el SI es el voltio (V): 1 voltio = 1 julio / 1 culombio Todo circuito eléctrico se compone, al menos, de unos elementos mínimos (generador, receptor y conductor). Sin embargo la en la mayoría de los casos los circuitos suelen incorporar otros dispositivos, los elementos de control y los de protección. Generadores: Los generadores son los elementos que transforman cualquier forma de energía en energía eléctrica, es decir, los generadores suministran energía eléctrica al circuito. Proveen al circuito de la necesaria diferencia de cargas entre sus dos polos o bornes (tensión), y además, son capaces de mantenerla eficazmente durante el tiempo suficiente, permitiendo el flujo de electrones. Ejemplos de ellos son las pilas y baterías y las fuentes de alimentación. Un generador consta de dos polos, uno negativo (cátodo) y uno positivo (ánodo). No basta con conectar un extremo del conductor al polo negativo del que salen los electrones. Hay que conectar el polo positivo, al que vuelven los electrones. Si cortamos el cable de metal los electrones se detienen en todo. 2

4 Cuando ambos polos se unen mediante el hilo conductor, los electrones se mueven a través de él, desde el polo negativo al polo positivo. Receptores: Los receptores son los elementos encargados de convertir la energía eléctrica en otro tipo de energía útil de manera directa, como la lumínica, la mecánica (movimiento), En base a eso tenemos: Receptores luminosos: como bombillas y LEDs. Receptores sonoros: como timbres y altavoces. Receptores térmicos: como las resistencias eléctricas que llevan planchas, hornos,... Receptores mecánicos: como los motores eléctricos. Conductores: Los conductores son los elementos que conectan los distintos elementos del circuito permitiendo el flujo de electrones. LED Para transportar los electrones de un sitio a otro se utilizan cables de metal, normalmente de cobre, y recubiertos de plástico para que los electrones no salgan del cable. Elementos de control: Son los dispositivos usados para dirigir o interrumpir el paso de la corriente. Los más importantes son los interruptores, conmutadores y pulsadores. Elementos de protección: Son los elementos encargados de proteger al resto de los elementos del circuito de corrientes elevadas o fugas. Los más importantes son los fusibles, interruptores diferenciales y los interruptores magnetotérmicos. Interruptor magnetotérmico Interruptor diferencial 3

5 Ejercicios 19. (*) Indica junto a cada elemento el número que identifique el tipo de elemento: 4

6 20. Indica si los siguiente materiales son conductores o aislantes 21. Indica en qué tipo de energía se transforma la electricidad en los siguientes RECEPTORES (en algunos se transformará en varios tipos de energía: luminosa, sonora, mecánica o térmica) E A B C D F G H G K N I J L M A. F. K. B. G. L. C. H. M. D. I. N. E. J. 22. Indica si las siguientes frases son falsas o verdaderas. Sin son falsas, corrígelas. Hazlo en el cuaderno. a) Los electrones poseen carga positiva b) Las cargas con mismo signo se atraen, mientras que las cargas con distinto signo se repelen. c) Para que los electrones circulen a lo largo del circuito únicamente se precisa conectar el circuito a uno de los terminales de la pila o batería. d) El sentido de la corriente eléctrica es contrario al del flujo de electrones. 5

7 e) Las cargas positivas atraen a las cargas positivas, mientras que las cargas negativas atraen a las negativas. f) Los electrones circulan hacia el polo positivo de la pila o batería. g) En un circuito donde no exista tensión eléctrica no existirá corriente eléctrica. h) La intensidad de corriente es la cantidad de electrones que circula por un circuito. 23. Dibuja los esquemas simbólicos de los siguientes circuitos en TU CUADERNO J K L M 6

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