Qué es la electricidad?

Transcripción

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2 Qué es la electricidad? La electricidad es una de las formas mas usadas en el mundo actual. En nuestras casas, la electricidad permite que funcionen las lámparas eléctricas, la televisión, la tostadora y muchas otras cosas. Es muy difícil imaginar nuestra vida sin ella. Para entender qué es la electricidad debemos comenzar con los átomos. Los átomos son pequeñas partículas, muy difíciles de ver, y son los elementos con los que está hecho todo a nuestro alrededor.

3 Carga eléctrica Un átomo está compuesto por protones, electrones y neutrones. El centro de un átomo se llama núcleo y está compuesto por protones y neutrones. Alrededor del núcleo viajan los electrones (en igual cantidad que los protones) a gran velocidad. Los protones y electrones tienen una propiedad llamada carga eléctrica, la de los protones es de signo positivo y la de los electrones es de signo negativo y tienen el mismo valor. Los neutrones no tienen carga.

4 Carga eléctrica La mayoría de los cuerpos son eléctricamente neutros. Si tienen exceso de carga + ó significa que están cargados eléctricamente. Se llama ión al átomo o grupo de átomos cargados eléctricamente. Si el exceso de carga es positiva (pierde electrones) se llama ión positivo ó catión. Si el exceso de carga es negativa (gana electrones) se llama ión negativo ó anión. Las partículas que tienen cargas del mismo signo se repelen. Los protones y electrones se atraen entre sí porque tienen cargas de distinto signo.

5 Electricidad estática El Griego Tales de Mileto (600 a.c) fue el primero en descubrir la electricidad estática: observó que la piedra ámbar tenia la propiedad de atraer objetos al ser frotada, por ejemplo con una piel. Electricidad estática es el exceso de carga eléctrica que acumulan algunos materiales, en general por frotamiento, por ejemplo: prendas de vestir, chapa de los coches, etc.

6 Conductores y aislantes Conductor: Materiales que permiten el paso de la corriente eléctrica. Los metales son los mejores conductores: hierro, cobre, aluminio y metales con sus aleaciones (acero). Existen otros materiales no metálicos que también poseen la propiedad de conducir la electricidad, como el grafito o las disoluciones y soluciones salinas (por ejemplo, el agua de mar). Aislantes: Materiales que impiden el paso de la corriente eléctrica. Ejemplos: corcho, madera, plástico.

7 La corriente eléctrica Es el paso de cargas eléctricas a través de un material conductor. Se produce cuando hay desequilibrio de cargas entre dos puntos de un conductor. Lo que circulan a través del conductor son los electrones. El sentido convencional de circulación de la corriente eléctrica es desde el negativo hacia el positivo. Pero la intensidad de la corriente va en sentido contrario (positivo a negativo) y es el que se utiliza para resolver circuitos.

8 Efectos de la corriente eléctrica Efecto Calorífico: La corriente eléctrica calienta los conductores. Planchas, estufas, cocinas eléctricas. Efecto luminoso: Al aumentar la temperatura, los materiales emiten luz (incandescencia). Bombillas, lámparas halógenas, tubos fluorescentes. Efecto magnético: cuando alrededor de los conductores que transportan las corrientes eléctricas se producen campos magnéticos. Así, cuando se acerca una aguja magnética a un conductor que transporta corriente, se observa que la aguja se desvía bruscamente de su posición. Este efecto se aprovecha para producir movimiento, por ejemplo en los motores eléctricos. Otra aplicación es el electroimán. Efecto químico: La corriente eléctrica provoca reacciones químicas (electrólisis) cuando atraviesa determinadas sustancias. Batería eléctrica ó pila.

9 Circuitos Eléctricos Es un conjunto de elementos conectados entre sí mediante conductores por los que circula corriente eléctrica. Para que se produzca la circulación eléctrica a través de un material conductor se necesita lo siguiente: Un dispositivo que suministre la energía necesaria para producir el movimiento de los electrones a través del circuito. Estos dispositivos son generadores, pilas o baterías. Un circuito cerrado por el que puedan circular los electrones continuamente. Un receptor.

10 Componentes de un circuito eléctrico Generador: Produce la energía que debemos suministrar al circuito para provocar el movimiento de electrones a través de él Tensión. Crea y mantiene la tensión para que se produzca la corriente eléctrica. Pilas o baterías Conductores: Material por donde circula la corriente. Cables de cobre o aluminio Receptores: Reciben la energía eléctrica y la transforman en otras formas de energía: calor, luz, movimiento, sonido. Resistencias eléctricas, bombillas, motores y timbres. Elementos de maniobra: Son elementos que interrumpen ó dirigen el paso de la corriente eléctrica. Pulsadores, interruptores, conmutador y llaves de cruce (sirve para cambiar el sentido de la corriente) Elementos de protección: Elementos para proteger a las personas o al circuito de contactos eléctricos o sobrecargas (incendios). Fusibles e interruptores automáticos en cuadro distribución de las viviendas.

11 Componentes eléctricos LÁMPARAS: Transforman energía eléctrica en energía luminosa. Lámparas de Incandescencia: Formadas por una ampolla de vidrio que tiene en su interior un alambre muy fino llamado filamento que se calienta al paso de la corriente eléctrica y emite luz y calor. Lámparas de descarga: Funcionan por luminiscencia (es una forma de "luz fría" en la que la emisión de luz es provocada en condiciones de temperatura ambiente o baja). Formadas por un tubo de vidrio que contiene dos electrodos (es un conductor eléctrico utilizado para hacer contacto con una parte no metálica de un circuito) y está relleno de gas (vapor de mercurio o sodio). Cuando se produce la descarga eléctrica, el gas desprende luz. Consumen menos que las de incandescencia.

12 Componentes eléctricos Lámparas de diodos o LED: Algunos materiales tienen la propiedad de emitir luz, sin desprender apenas calor, cuando les atraviesa la corriente eléctrica. Dependiendo del material emiten un color determinado. Son mas duraderas, consumen veinte veces menos que una bombilla incandescente y duran años, pero hoy en día son muy caras.

13 Componentes eléctricos ELECTROIMÁN: Es una bobina de cable enrollado alrededor de un material de hierro u otro ferromagnético. Cuando circula corriente a través de él, se comporta como un imán y cuando se desconecta la corriente, sus propiedades magnéticas desaparecen.

14 Componentes eléctricos MOTORES: Transforman energía eléctrica en energía mecánica. Los mas sencillos están formados por una bobina de hilo conductor y unos imanes. Cuando circula corriente por la bobina, ésta se comporta como un imán y debido a las fuerzas de atraccionrepulsion que se generan hacen que el motor gire.

15 Componentes eléctricos PULSADORES: Es un componente eléctrico que sólo actúa cuando se oprime y deja de actuar cuando se suelta. Dos tipos: I. Contactos abiertos: Deja pasar la corriente cuando se pulsa. II. Contactos cerrados: Interrumpe la corriente cuando se suelta.

16 Componentes eléctricos INTERRUPTORES: Es un componente eléctrico cuya función es abrir o cerrar el circuito. Dos tipos: I. Accionamiento manual: Se acciona manualmente para abrir o cerrar el circuito. II. Accionamiento automático: Se colocan en protección de viviendas y desconectan todo el circuito cuando se produce una derivación de corriente, por ejemplo, al tocar un cable pelado.

17 Componentes eléctricos CONMUTADORES: Es un componente eléctrico que relaciona dos circuitos o dos ramas diferentes de un circuito. Le llegan tres cables, uno es común y los otros dos permiten seleccionar uno u otro circuito.

18 Componentes eléctricos LLAVES DE CRUCE: Es un interruptor de cuatro contactos conectados dos a dos, de manera que, al accionarlo, se cruzan las conexiones. Sirven para cambiar el sentido de la corriente.

19 Magnitudes eléctricas básicas. Magnitud Unidad Definición Intensidad (I) Amperios (A) Número de electrones que atraviesa un conductor en un segundo Voltaje (V) Voltios (V) Diferencia de potencial entre dos puntos que origina el movimiento de los electrones. Resistencia (R) Ohmios (Ω) capacidad de un material de dificultar el paso de la corriente eléctrica

20 Ley de Ohm. La ley de Ohm relaciona la resistencia eléctrica, intensidad de corriente y diferencia de potencial del siguiente modo: V = I. R V, diferencia de potencial en voltios, V I, Intensidad de corriente en Amperios, A R, Resistencia eléctrica en ohmios, Ω Podemos deducir las siguientes expresiones: R = V / I I = V / R Ejemplo: Que intensidad circulará por este circuito si la resistencia es de 100 Ohmios, y el voltaje de 25 V? I=V/R=25/100=0.25A=250mA

21 Triangulo de Ohm Es una regla nemotécnica que nos ajuda a determinar la formula que habremos de aplicar en cada caso. 21

22 Elementos y símbolos. 22

23 Circuitos eléctricos 23

24 Conexiones eléctricas ESQUEMA ELÉCTRICO: Es una representación en papel de cómo se tienen que conectar los elementos de un circuito. Dos tipos: I. CONEXIÓN EN SERIE: En el circuito serie los elementos se conectan unos a continuación de otros. La corriente que recorre cada uno de los elementos es la misma. La tensión de la fuente, no es la misma sino que se reparte entre los diferentes elementos y por lo tanto no funcionan eficazmente. Además, si alguno de los elementos se avería, la corriente se interrumpe y el circuito deja de funcionar.

25 Conexiones eléctricas II. CONEXIÓN EN PARALELO: En el circuito paralelo todos los elementos se conectan a los terminales + y de la fuente de tensión. La corriente que proporciona la fuente no es la misma que la que circula por los diferentes elementos. La tensión que proporciona la fuente sobre cada elemento es la misma, por lo que pueden funcionar eficazmente. Si alguno de los elementos se estropea no impide el funcionamiento del resto de los elementos del circuito.

26 Conexiones eléctricas Las dos formas de conexión se pueden combinar para formar circuitos mixtos.

27 Comportamiento de la intensidad y el voltaje en un circuito. La intensidad se conserva en serie y se reparte en paralelo. a) Serie Rt=R1+R2 It=I1=I2=V/Rt V1=ItxR1 V2=ItxR2 b) Paralelo 1/Rt=1/R1+1/R2 It=I1+I2 I1=V/R1 I2=V/R2