6to Básico> Ciencias Naturales Circuitos eléctricos Circuitos eléctricos Cables y electricidad En la vida moderna la electricidad juega un papel fundamental. Te imaginas vivir sin electricidad? Es casi tan importante como el agua potable. Incluso, los medios de transporte, que tradicionalmente han utilizado los derivados del petróleo (como la gasolina) para funcionar, han comenzado a funcionar con electricidad. Haz el siguiente ejercicio mental: Primero, piensa en tu mamá cocinando. Seguramente usará el horno microondas, probablemente una batidora y un abrelatas eléctrico. Ahora imagínate si no hubiera electricidad. Sería más difícil? Se demoraría más o menos? Lo mismo pasa al momento de pasar la aspiradora, secarse el pelo o hacer una tarea en el computador. 1
Todas las aplicaciones de la electricidad nos ayudan a ahorrar tiempo y nos simplifican la vida. Pues bien, la forma en que la electricidad es aprovechada por las personas son los circuitos eléctricos. Sabes lo que es un circuito eléctrico? Conoces algún circuito eléctrico? Cómo te imaginas que son? En este módulo aprenderás cuáles son las partes de un circuito eléctrico, su función y características. 2
Red Conceptual CIRCUITOS ELÉCTRICOS Partes de un circuito Batería. Ampolleta. Cable. Interruptor. Materiales de los circuitos Materiales conductores. Materiales aisladores. Aplicaciones Iluminación. Calefacción. Movimiento. 3
Partes de un circuito eléctrico Para comenzar, veremos las partes de un circuito simple, como el que puedes encontrar en una linterna, por ejemplo. Al final de esta ficha veremos algunos otros ejemplos. Batería Los circuitos eléctricos tienen la función de transformar la energía eléctrica, o simplemente electricidad, en otro tipo de energía. Por ejemplo, cuando enciendes una ampolleta estás transformando electricidad en luz, o sea, energía eléctrica en energía lumínica. Los circuitos eléctricos deben obtener la energía eléctrica de algún parte. Por ejemplo, de las baterías (comúnmente llamadas pilas ). Entonces, la función de las baterías es entregar al circuito de energía eléctrica para su funcionamiento, y sin ellas el circuito no podría funcionar. Las baterías o pilas entregan la energía a los circuitos eléctricos. Las ampolletas transforman la electricidad en luz (en la imagen, ampolletas de linterna). Ampolleta La ampolleta es la parte del circuito que sirve para iluminar. Es aquí donde se gasta la energía de la batería. Por qué se gasta? Porque la luz también es una forma de energía. Entonces, en la ampolleta es donde la electricidad se transforma en luz. En general, a este elemento del circuito se le llama receptor. Por ejemplo, un motor eléctrico también es un tipo de receptor. También transforma la energía eléctrica, pero no en luz, sino que en movimiento. Cables Bien, ya sabes que la batería (o pila) entrega la energía eléctrica al circuito. Y que la ampolleta transforma esa energía en luz. Pero, cómo llevamos la electricidad desde la batería hasta la ampolleta? Esa es la función de los cables. Ellos llevan la energía en forma de electricidad, de manera que permiten que el circuito funcione. 4
Interruptor Ya tenemos todos los elementos necesarios para que el circuito funcione. Pero, si dejamos de usar nuestro circuito, es necesario desconectar el circuito? Y si lo queremos volver a usar hay que armar todo nuevamente? No. Afortunadamente existen los interruptores. Estos elementos se conectan a uno de los cables del circuito, y mediante un botón o palanca permiten interrumpir el paso de la electricidad. De esta manera el circuito deja de funcionar. El mismo interruptor permite volver a poner el circuito en funcionamiento. De qué materiales está hecho un circuito eléctrico? Las baterías son elementos bastante complejos y están fabricados de vario componentes distintos. Todos los materiales de los que se fabrica el resto de los componentes se pueden clasificar en 2: conductores y aisladores. Conductores Los conductores son aquellos materiales capaces de conducir o transportar la electricidad. Por eso se denominan conductores eléctricos. Los principales conductores eléctricos son los metales, como el cobre y el aluminio. En un circuito eléctrico, los cables deben estar fabricados de estos materiales. También todas las partes en donde los cables se conectan con otros elementos. Por ejemplo, los contactos del interruptor. También el filamento que está al interior de una ampolleta. Y los extremos de las baterías, justo donde la batería se conecta con el resto del circuito. Aisladores Los aislantes son materiales que no conducen la electricidad. Se utilizan como elementos de seguridad, que permiten aislar el circuito eléctrico. Ejemplos de materiales aislantes son el plástico, la goma y la madera. Dónde se utilizan los materiales aislantes? En el recubrimiento de los cables. En la parte exterior de los interruptores. El vidrio de las ampolletas también es aislante. Y en cualquier parte del circuito que puedas tocar. 5
Ejemplos de circuitos En esta ficha hemos visto el caso más simple de circuito, aquel que sirve para encender una ampolleta. Un diagrama de este circuito es el siguiente: Lógicamente, si quieres que el circuito sea útil, debes agregar un soporte para la ampolleta. Si pones todo dentro de un tubo puedes hacer una linterna. El funcionamiento básico será siempre el mismo. Como mencionamos antes, la ampolleta es sólo un tipo de receptor, que se encarga de transformar la energía eléctrica en otro tipo de energía. Si cambiamos la ampolleta por un motor, estamos produciendo energía de movimiento, y podemos, por ejemplo, construir un ventilador. Sólo habría que poner aspas al motor y un soporte adecuado. Si cambias el motor por un calefactor, obtienes un horno eléctrico, o una estufa eléctrica, según si el calefactor va en una caja cerrada o en un soporte abierto. Y así son muchos los aparatos que funcionan con este circuito simple : hervidores eléctricos, aspiradoras, secadores de pelo, y un largo etcétera. 6
Síntesis Circuitos eléctricos Baterías Entregan la energía eléctrica que necesita la linterna para funcionar. Ampolleta Aquí se gasta la energía eléctrica, produciendo luz. Interruptor Sirve para encender y apagar la linterna. Está cubierto por un material aislante. Cables Transportan la corriente eléctrica. Son de materiales conductores. 7
Actividades 1. Haz una lista de 5 aparatos que uses todos los días, y funcionen con electricidad. 2. La mayoría de las herramientas son fabricadas de metal, porque es un material muy resistente. Pero algunas de ellas, como las de la imagen, tienen partes recubiertas de plástico o goma. Por qué crees que se hace esto? 3. Algunos aparatos eléctricos, como los hervidores de agua, no usan batería. De dónde obtienen su energía? 4. Algunos circuitos funcionan con un panel solar. Qué parte del circuito es reemplazada por este panel? 8
5. Completa la siguiente tabla: Material Conductor/ No conductor Aplicación/ Uso Aluminio Goma Plástico 9
Cobre Plata Grafito Madera 10