1 TEMA 3: Ciencias Naturales. LA ELECTRICIDAD Y EL MAGMETISMO CRA Sexma de La Sierra. CoNoTiC Esquema conceptual: 3. LA ELECTRICIDAD Y EL MAGNETISMO
2 TEMA 3: Ciencias Naturales. LA ELECTRICIDAD Y EL MAGMETISMO CRA Sexma de La Sierra. CoNoTiC ELECTRICIDAD La electricidad es una forma de energía que se manifiesta con todo su poder en la naturaleza (por ejemplo, en las tormentas con rayos). Es, por tanto, un fenómeno natural que se da en la materia, y es aprovechada por nosotros para hacer funcionar toda clase de máquinas y aparatos. Pero, qué es electricidad y cómo funciona? Para explicarlo vamos a ver primero cómo está formada la materia. ORIGEN DE LA PALABRA "ELECTRICIDAD" La palabra "electricidad" viene del griego. En esa lengua "elektron" significa ámbar. El ámbar es la resina fosilizada de árboles que vivieron hace millones de años. Si se frota el ámbar con un paño, atrae después pequeños cuerpos. Este fenómeno ya lo descubrieron los antiguos griegos, hace más de dos mil años, y se explica por lo que vas a leer a continuación.
3 TEMA 3: Ciencias Naturales. LA ELECTRICIDAD Y EL MAGMETISMO CRA Sexma de La Sierra. CoNoTiC 1. CARGA ELÉCTRICA Y ELECTRICIDAD ESTÁTICA Toda la materia está formada por átomos, y estos, a su vez, contienen electrones que giran alrededor de un núcleo. Los electrones tienen carga eléctrica negativa, y el núcleo, carga eléctrica positiva. Tenemos que diferenciar electricidad estática y corriente eléctrica. * Electricidad estática: la que tienen los cuerpos cargados con cargas negativas o positivas. Los cuerpos adquieren estas cargas cuando pasan electrones de un cuerpo a otro. El cuerpo que gana electrones queda cargado negativamente. El que los pierde, queda cargado positivamente. Es lo que sucede, por ejemplo, al frotar un globo con un paño o con el pelo. Los cuerpos que contienen cargas del distinto signo se atraen. Así, por ejemplo, el globo y el pelo que han sido frotados. Los que tienen cargas del mismo signo, se repelen. Así, por ejemplo, dos globos. 2. CORRIENTE ELÉCTRICA * Corriente eléctrica: consiste en el movimiento de los electrones a través de un material conductor. Si ponemos en contacto dos cuerpos cargados con cargas de distinto signo, los electrones (cargas negativas) se mueven del cargado negativamente al cargado positivamente. * Materiales conductores: aquellos a través de los cuales pueden circular los electrones. Son conductores los metales en general, el agua salada (la del grifo también, pues contiene sales), el cuerpo humano... * Materiales aislantes: a través de ellos no pueden circular los electrones. Son aislantes los plásticos, el vidrio... Para producir corriente eléctrica usamos generadores. * Un generador transforma otros tipos de energía en electricidad, produciendo cargas de distinto signo en los dos extremos de un circuito eléctrico.
4 TEMA 3: Ciencias Naturales. LA ELECTRICIDAD Y EL MAGMETISMO CRA Sexma de La Sierra. CoNoTiC Así el generador hace que los electrones viajen de un extremo a otro del circuito. Los generadores que convierten otras energías (mecánica, térmica, nuclear) en electricidad se instalan en las centrales eléctricas y se llaman alternadores. Los generadores que transforman la energía química de las sustancias en electricidad se llaman baterías o pilas. 3. CIRCUITO ELÉCTRICO * Un circuito eléctrico es un conjunto de elementos que permite generar, distribuir y aprovechar la electricidad. Los circuitos pueden ser en serie o en paralelo. Sus partes principales son: Generador (alternador de una central / batería o pila) Cables y conexiones: generalmente son de un metal, como el cobre. Van recubiertos de material aislante (plástico) para evitar contactos (cortocircuitos). Interruptor: dispositivo que permite o interrumpe el paso de la corriente, cerrando o abriendo el circuito. Receptores eléctricos: bombillas, motores, resistencias.
5 TEMA 3: Ciencias Naturales. LA ELECTRICIDAD Y EL MAGMETISMO CRA Sexma de La Sierra. CoNoTiC Circuitos en serie: Los elementos de consumo (por ejemplo, las bombillas) van conectados uno a continuación de otro. Si se interrumpe el circuito en un elemento (por ejemplo, se funde una bombilla) la electricidad no llega ya a los otros elementos de consumo, porque el circuito queda abierto. Circuitos en paralelo: Los elementos de consumo van conectados independientemente uno de otro. Si se interrumpe el circuito en un elemento, la electricidad sí llega a los otros elementos de consumo, porque el circuito sigue cerrado para ellos. circuito en serie circuito en paralelo 4. USOS DE LA ELECTRICIDAD EN NUESTRA SOCIEDAD El consumo de electricidad en nuestra sociedad es cada vez mayor. La electricidad tiene muchas ventajas, pero no debemos olvidar que también tiene inconvenientes, peligros y riesgos medioambientales y personales. Tienes que hacer una investigación personal sobre los riesgos medioambientales y personales y las medidas (prevención de riesgos, ahorro) que se deben tomar.
6 TEMA 3: Ciencias Naturales. LA ELECTRICIDAD Y EL MAGMETISMO CRA Sexma de La Sierra. CoNoTiC EL MAGNETISMO Como vas a ver después, electricidad y magnetismo están muy relacionados. 1. LOS IMANES Y EL MAGNETISMO * El magnetismo es la propiedad que tienen algunos materiales de atraer el hierro. A estos materiales se los denomina imanes. En la naturaleza hay algunos materiales con propiedades magnéticas. Se los llama imanes naturales. Por ejemplo, la roca magnetita. [La roca llamada magnetita se encontraba en abundancia en Magnesia, una región de la antigua Grecia. Del nombre de esa región deriva el nombre de la roca y el nombre de esta propiedad de algunos materiales: el magnetismo.] imán natural: magnetita Hay también imanes artificiales: el hombre los crea poniendo en contacto el hierro o el acero con imanes naturales, o mediante la mezcla de diversos metales. imán artificial
7 TEMA 3: Ciencias Naturales. LA ELECTRICIDAD Y EL MAGMETISMO CRA Sexma de La Sierra. CoNoTiC Los imanes tienen dos polos. * Polos son los extremos del imán, en los que la fuerza se manifiesta con mayor intensidad. Los polos se llaman Norte (N) y Sur (S). El polo Norte se suele pintar de rojo, y el Sur, de color azul o blanco. Los polos de distinto signo se atraen, los del mismo signo se repelen. La Tierra, debido a su núcleo de hierro y a la rotación, se comporta como un gigantesco imán. Tiene un polo Norte magnético y un polo Sur magnético, por eso atrae a la aguja de la brújula. Como el polo Norte geográfico coincide con el polo Sur magnético, el polo Norte de la brújula se orienta hacia allí. polo Norte geográfico = polo Sur magnético polo Sur geográfico = polo Norte magnético
8 TEMA 3: Ciencias Naturales. LA ELECTRICIDAD Y EL MAGMETISMO CRA Sexma de La Sierra. CoNoTiC MAGNETISMO Y ELECTRICIDAD Magnetismo y electricidad están muy relacionados. Esta relación la podemos ver sobre todo en estos tres dispositivos: 1. EL ELECTROIMÁN (la electricidad produce magnetismo). * Un electroimán es un dispositivo que transforma un objeto de hierro o acero en un imán cuando pasa alrededor de él la corriente eléctrica. 2. EL ALTERNADOR (el magnetismo induce la electricidad). Si tu bicicleta lleva un foco de luz, tiene un dispositivo que la alimenta de corriente. Es el generador, y va pegado a la rueda. * Un alternador es un dispositivo que utiliza el magnetismo para transformar la energía mecánica (energía del movimiento) en electricidad. El movimiento rotatorio producido por la energía mecánica se transmite a un eje. El movimiento del eje hace girar un imán sobre una bobina de metal conductor. El campo magnético del imán produce una corriente eléctrica en la bovina que es recogida por los cables conductores.
9 TEMA 3: Ciencias Naturales. LA ELECTRICIDAD Y EL MAGMETISMO CRA Sexma de La Sierra. CoNoTiC En las grandes centrales eléctricas el movimiento de las turbinas se transmite a un gran alternador que también lleva dentro imanes. 3. EL MOTOR ELÉCTRICO (la electricidad produce cambios en los campos magnéticos). En el motor eléctrico se produce el proceso inverso del que se produce en el alternador. * Un motor eléctrico transforma la energía eléctrica en mecánica (movimiento). Y para ello se sirve también del magnetismo. En este caso, una corriente hace que gire un imán interno montado en el eje del motor. Este movimiento se trasmite a la máquina a la que hace funcionar.
10 TEMA 3: Ciencias Naturales. LA ELECTRICIDAD Y EL MAGMETISMO CRA Sexma de La Sierra. CoNoTiC Anotaciones: