UD6. ELECTRICIDAD Y ELECTRÓNICA BLOQUE 1 1. LA CORRIENTE ELÉCTRICA Y SUS MAGNITUDES. VOLTAJE RESISTENCIA INTENSIDAD LEY DE OHM POTENCIA ELÉCTRICA ENERGÍA ELÉCTRICA 2. CORRIENTE CONTINUA Y CORRIENTE ALTERNA. CORRIENTE CONTINUA CORRIENTE ALTERNA APARATOS DE MEDIDA. (amperímetro, voltímetro y óhmetro) LEY DE OHM BLOQUE 2 3. CIRCUITO EN SERIE Y PARALELO. BLOQUE 3 4. EL MAGNETISMO Y SUS APLICACIONES. COMPONENTES ELECTRÓNICOS PASIVOS Y ACTIVOS. 5. LA ELECTRICIDAD EN LAS VIVIENDAS.
C.C. Cardenal Spínola UD6. ELECTRICIDAD Y ELECTRÓNICA BLOQUE 1 Ø LEY DE OHM Hay una relación fundamental entre las tres magnitudes básicas de todos los circuitos, y es: Es decir, la intensidad que recorre un circuito es directamente proporcional a la tensión de la fuente de alimentación e inversamente proporcional a la resistencia en dicho circuito. Esta relación se conoce como Ley de Ohm. Es importante apreciar que: 1. podemos variar la tensión en un circuito, cambiando la pila, por ejemplo; 2. podemos variar la resistencia del circuito, cambiando una bombilla, por ejemplo; 3. no podemos variar la intensidad de un circuito de forma directa, sino que para hacerlo tendremos que recurrir a variar la tensión o la resistencia obligatoriamente. También debemos tener claro que: Cuando resolvemos problemas de la ley de Ohm tendremos que saber despejar cada una de las variables en función de cuál sea la incógnita que nos pregunten. V I R www.cardenalspinolahuelva.es e-mail: cespinolah@planalfa.es FPC.09 Rev 2
EJERCICIOS A REALIZAR Ø COPIA Y RESPONDE A LAS SIGUIENTES PREGUNTAS EN TU CUADERNO. 1. La ley de Ohm es una ley que relaciona I, V y R en cualquier circuito eléctrico. una ley que relaciona I, V,y R en circuitos eléctricos con pilas. una ley que relaciona I, V,y R en circuitos eléctricos de corriente continua. 2. La ley de Ohm se expresa como: V = I x R I = V/R R = V/I. 3. Para bajar la intensidad en un circuito: Se cambia la resistencia. Se pone una resistencia de mayor valor. Se pone una resistencia de menor valor. 4. Para subir la intensidad en un circuito: Se cambia la fuente de alimentación. Se cambia la fuente por otra de menor voltaje. Se cambia la fuente por otra de mayor voltaje. 5. Para bajar la intensidad de un circuito: Sólo puedo subir la resistencia. Puedo subir la resistencia o bajar la tensión en el mismo. 6. Para subir la intensidad en un circuito: Sólo puedo subir el voltaje en el mismo. Puedo subir el voltaje o bajar la resistencia. 7. En la ley de Ohm podemos decir que: La Intensidad es directamente proporcional a la Tensión. La Intensidad es inversamente proporcional a la Tensión. 8. En la ley de Ohm podemos decir que: La Resistencia es inversamente proporcional a la Intensidad. La Resistencia es directamente proporcional a la Intensidad.
Ø CÁLCULOS CON LA LEY DE OHM. Ejemplo 1: Un circuito eléctrico está formado por una pila de petaca de 4'5V, una bombilla que tiene una resistencia de 90, un interruptor y los cables necesarios para unir todos ellos. Se pide una representación gráfica del circuito y que se calcule la intensidad de la corriente que circulará cada vez que cerremos el interruptor. Ejemplo 2: En un circuito con una resistencia y una pila de 20 V circula una corriente de 0'2 A. Calcular el valor de dicha resistencia. Ejemplo 3: Cuál será la tensión que suministra una pila sabiendo que al conectarla a un circuito en el que hay una resistencia de 45, la intensidad es de 0'1 A. (Sol.: 4'5 V)
EJERCICIOS A REALIZAR Ø PROBLEMAS A RESOLVER. 1. Se conecta una resistencia de 45 Ω a una pila de 9 V. Calcula la intensidad de corriente que circula por el circuito. (Sol.: 200 ma) 2. Calcula la intensidad de corriente en un circuito compuesto por una resistencia de 1'2 KΩ y una fuente de alimentación de 12 V. (Sol.: 100 Ω). Aclaración: 1'2 KΩ = 1200 Ω. 3. Calcular el valor de la resistencia de una bombilla de 230 V, sabiendo que al conectarla circula por ella una corriente de 0'20 A. (Sol.: 1150 Ω). 4. Una resistencia de 100 Ω se conecta a una batería de 10 V. Dibuja el esquema del circuito y calcula la intensidad de corriente que circula por el mismo. (Sol.: 100 ma). 5. Calcula el valor de una resistencia sabiendo que la intensidad en el circuito es de 0,2 A y la fuente de alimentación de 10 V. Dibuja el circuito. (Sol: 50 Ω). 6 Por un circuito con una resistencia de 150 Ω circula una intensidad de 100 ma. Calcula el voltaje de la fuente de alimentación. (Sol: 15 V).
BLOQUE 2 Ø CIRCUITOS EN SERIE Y EN PARALELO CIRCUITOS EN SERIE En un circuito en serie los receptores están instalados uno a continuación de otro en la línea eléctrica, de tal forma que la corriente que atraviesa el primero de ellos será la misma que la que atraviesa el último. Para instalar un nuevo elemento en serie en un circuito tendremos que cortar el cable y cada uno de los terminales generados conectarlos al receptor. CIRCUITO EN PARALELO En un circuito en paralelo cada receptor conectado a la fuente de alimentación lo está de forma independiente al resto; cada uno tiene su propia línea, aunque haya parte de esa línea que sea común a todos. Para conectar un nuevo receptor en paralelo, añadiremos una nueva línea conectada a los terminales de las líneas que ya hay en el circuito.
CARACTERÍSTICAS DE LOS CIRCUITOS SERIE Y PARALELO SERIE RESISTENCIA Aumenta al incorporar receptores Cada receptor tiene la suya, que aumenta con su resistencia. La suma de todas las VOLTAJE caídas es igual a la tensión de la pila. PARALELO Disminuye al incorporar receptores Es la misma para cada uno de los receptores, e igual a la de la fuente. INTENSIDAD Es la misma en todos los receptores e igual a la general en el circuito. Cuantos más receptores, menor será la corriente que circule. Cada receptor es atravesado por una corriente independiente, menor cuanto mayor resistencia. La intensidad total es la suma de las intensidades individuales. Será, pues, mayor cuanto más receptores tengamos en el circuito.
C.C. Cardenal Spínola CÁLCULOS CÁLCULO DE PROBLEMAS DE CIRCUITOS EN SERIE Y EN PARALELO Vamos a ver dos ejemplos de cálculo de problemas de circuitos en serie y en paralelo. www.cardenalspinolahuelva.es e-mail: cespinolah@planalfa.es FPC.09 Rev 2
Ejemplo 1: C.C. Cardenal Spínola En el circuito de la figura sabemos que la pila es de 4'5 V, y las lámparas tienen una resistencia de R1= 60 Ω y R2= 30 Ω. Se pide: 1. Dibujar el esquema del circuito; 2. calcular la resistencia total o equivalente del circuito, la intensidad de corriente que circulará por él cuando se cierre el interruptor y las caídas de tensión en cada una de las bombillas. Ejemplo 2: En el circuito de la figura sabemos que la pila es de 4'5V, y las lámparas son de 60Ω y 30Ω, respectivamente. Calcular: 1. La intensidad en cada rama del circuito, la intensidad total que circulará y la resistencia equivalente. 2. Dibujar el esquema del circuito.
EJERCICIOS A REALIZAR ACTIVIDADES DE CIRCUITOS EN SERIE Y PARALELO 1. Copia el cuadro de las características de los circuitos serie y paralelo. 2. Copia los dos ejemplos resueltos de los problemas. 4. Responde a las siguientes preguntas y razona lo que se te pide: A. En cuál de los dos circuitos es mayor la resistencia equivalente? Por qué crees que ocurre? B. En el circuito en serie, la resistencia equivalente es mayor o menor que las resistencias instaladas? C. En el circuito en paralelo, la resistencia equivalente es mayor o menor que las resistencias instaladas? D. Si agregamos una nueva resistencia en el circuito en paralelo cómo piensas que será la nueva resistencia equivalente: mayor que ahora o menor? por qué? E. En cuál de los dos circuitos es mayor la intensidad total? Por qué crees que ocurre? F. En el circuito en serie, en cuál de las dos resistencias es mayor la caída de tensión? G. En el circuito en paralelo, en cuál de las dos resistencias es mayor la intensidad por rama? H. Teniendo en cuenta que, a igual intensidad, es la tensión la que hace dar más o menos luz a una bombilla, qué bombilla iluminará más en el circuito en serie? I. Teniendo presente que, a igual tensión, es la intensidad la que hace dar más o menos luz a una bombilla, en el circuito en paralelo, cuál de las dos bombillas iluminará más? J. Entonces iluminará más el circuito serie o el paralelo? EJERCICIOS A RESOLVER 1. Calcular la resistencia equivalente a dos resistencias de 20 Ω y 30 Ω, conectadas en serie. Calcular la intensidad que atravesará dicho circuito cuando se conecta a una pila de 4'5 V y la caída de tensión en cada bombilla. (Sol.: Re = 50 Ω; I = 90 ma; V1=1'8 V; V2= 2'7 V). 2. Calcular el valor de la resistencia equivalente en un circuito compuesto por tres bombillas de 30 Ω conectadas en serie. Hallar el valor de la intensidad de corriente que atravesará el circuito sabiendo que está conectado a una fuente de alimentación de 4'5 V y la caída de tensión en cada bombilla. ( Sol.: Re = 90 Ω; I = 50 ma, V1= V2 = V3= 1'5 V).
3. Necesitamos conectar un operador con una resistencia de 30 Ω en un circuito con una pila de 9 V. La intensidad que debe atravesar dicho operador debe ser de 0'1 A. Hallar el valor de la resistencia que debemos conectar en serie al operador para conseguir aquel valor de la intensidad. (Sol.: 60 Ω). 4. Averiguar la intensidad que atravesará cada una de las resistencias y la total en el circuito cuando se conectan en paralelo dos resistencias de 20 Ω a una pila de 8 V. Calcular la resistencia equivalente (Sol.: I= 0,8 A; Ir= 0'4 A; Re= 10 Ω). 5. Hallar la resistencia equivalente de un circuito con dos resistencias de 15 Ω conectadas en paralelo a una pila de 3V. Calcular la intensidad total y por rama en el circuito. (Sol.: Ir= 0'2 A; It= 0'4 A; Re= 7'5 Ω). 6. Hallar la resistencia equivalente de un circuito con dos resistencias, una de 15 Ω y otra de 30 Ω conectadas en paralelo a una pila de 9V, así como la intensidad total y por rama. (Sol.: I1= 0'6 A; I2= 0'3 A; It= 0'9 A; Re= 10 Ω). BLOQUE 3 Ø MAGNETISMO Y APLICACIONES. COMPONENTES ELECTRÓNICOS PASIVOS Y ACTIVOS Completa en tu cuaderno un breve diccionario donde se recoja con texto y gráficos los siguientes términos: - Magnetismo - Electroimán
- Motor de CC C.C. Cardenal Spínola - Motor de CA - Dinamo - Alternador - Transformador - Resistores. Tipos - Condensadores. Tipos - Diodos - Transistores bipolares Ø LA ELECTRICIDAD EN LAS VIVIENDAS Dibuja en tu cuaderno el Cuadro General de Protección y Mando que se encuentra en tu vivienda y complétalo con la definición de los elementos que lo integran.