TEMA 4 LA ELECTRICIDAD

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TEMA 4 LA ELECTRICIDAD
TECNOLOGÍA 3º ESO
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ELECTRICIDAD
INTRODUCCIÓN A LA ELECTRICIDAD (1)

• La materia está formada por átomos que, a su vez
  están constituidos por distintas partículas
  diminutas
• Protones que poseen carga eléctrica positiva
• Neutrones no poseen carga
• Electrones que poseen carga eléctrica negativa
• Cuando las cargas eléctricas negativas
  (electrones) circulan por un conductor existe una
  corriente eléctrica

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ELECTRICIDAD
INTRODUCCIÓN A LA ELECTRICIDAD (2)

• No todos los materiales permiten el paso de la
  corriente eléctrica. Por eso dichos materiales se
  clasifican en tres categorías
• Conductores
• Aislantes
• Semiconductores

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ELECTRICIDAD
INTRODUCCIÓN A LA ELECTRICIDAD (3)

• Conductores Se trata de materiales que permiten
  la circulación de electrones. Son buenos
  conductores el cobre, el oro, la plata, el
  aluminio y, en general, todos los metales.
• Aislantes En estos materiales, los átomos
  retienen los electrones, por lo que no pueden
  circular libremente. La madera, el vidrio, el
  plástico y el aire son aislantes
• Semiconductores Presentan propiedades
  intermedias entre los materiales conductores y
  los aislantes. Los más importantes son el Silicio
  y el Germanio. Con estos materiales se fabrican
  componentes electrónicos, como el diodo, el
  transistor, los circuitos integrados y los
  microprocesadores.

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ELECTRICIDAD
INTRODUCCIÓN A LA ELECTRICIDAD (4)

• En la naturaleza se presentan de manera natural
  diversos fenómenos eléctricos. El rayo es sin
  duda el más espectacular. Un rayo se produce
  cuando una corriente eléctrica muy intensa pasa
  desde las nubes hasta el suelo.
• Por qué es tan importante la electricidad?
• La electricidad como tal, es decir, el movimiento
  de electrones no nos sirve para nada, lo
  interesante de la electricidad es la facilidad de
  generación a partir de otras formas de energía
  (centrales eléctricas), la facilidad de
  transporte y la facilidad de transformación en
  formas de energía muy útiles para el hombre

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ELECTRICIDAD
INTRODUCCIÓN A LA ELECTRICIDAD (5)

• La electricidad o energía eléctrica se transforma
  principalmente en
• CALOR o energía calorífica
• LUZ o energía luminosa
• MOVIMIENTO o energía mecánica.
• El hombre necesita estas tres formas de energía,
  que son obtenidas a partir de la energía
  eléctrica.

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ELECTRICIDAD

• EL CIRCUITO ELÉCTRICO (1)
• Un circuito eléctrico es un recorrido cerrado por
  el cual circulan los electrones
• Consta de los siguientes elementos
• Generadores proporcionan la energía necesaria
  (tensión o diferencia de potencial) para que se
  produzca la corriente eléctrica, es decir, el
  movimiento de electrones. Las pilas, baterías y
  dinamos son generadores.
• Conductores elementos a través de los cuales se
  desplazan las cargas negativas. Suelen ser hilos
  conductores, es decir, cables, hilos de
  materiales metálicos (cobre, aluminio, hierro,
  wolframio)
• Receptores en ellos se produce la transformación
  de la energía eléctrica en energía útil. Son
  receptores
• Las bombillas transforman la electricidad o
  energía eléctrica en luz o energía luminosa
• Las resistencias transforman la electricidad o
  energía eléctrica en calor o energía calorífica
• Los motores transforman la electricidad o
  energía eléctrica en movimiento o energía
  mecánica

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ELECTRICIDAD

• EL CIRCUITO ELÉCTRICO (2)
• Elementos de control Permiten o impiden el paso
  de la corriente eléctrica por el circuito. Los
  interruptores, pulsadores y conmutadores son
  ejemplos de elementos de control.
• Elementos protectores son elementos que protegen
  a los aparatos (receptores cuando hay subidas de
  tensión). Los fusibles son elementos protectores.

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ELECTRICIDAD

• EL CIRCUITO ELÉCTRICO (3)

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ELECTRICIDAD
MAGNITUDES ELÉCTRICAS BÁSICAS (1)

• Voltaje, tensión, o diferencia de potencial (V)
• Es la cantidad de energía que proporciona el
  generador a cada electrón para que éstos se
  muevan. Se mide en voltios (V). Para medir esta
  magnitud se utiliza un aparato denominado
  voltímetro
• Intensidad de corriente eléctrica (I)
• Es la carga o el número de electrones que
  atraviesan la sección de un conductor cada
  segundo. Se mide en amperios (A). Para medir la
  intensidad de corriente que pasa por un circuito
  se utiliza un aparato denominado amperímetro
• Resistencia (R)
• Es la oposición que presenta un material al paso
  de la corriente eléctrica. Se mide en ohmios (?)
  mediante el empleo de un óhmetro

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ELECTRICIDAD
MAGNITUDES ELÉCTRICAS BÁSICAS (2)

• MÚLTIPLOS Y SUBMÚLTIPLOS DE LAS UNIDADES
• Milivoltio (mV) 1 mV 0,001 V
• Kilovoltio (kV) 1 kV 1.000 V
• Miliamperio (mA) 1 mA 0,001 A
• Miliohmio (m?) 1 m? 0,001 ?
• Kiloohmio (k?) 1 k? 1.000 ?

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ELECTRICIDAD

• MAGNITUDES ELÉCTRICAS BÁSICAS (3)

Existe un aparato denominado polímetro que reúne
a los tres anteriores voltímetro amperímetro
óhmetro. Dispone de las entradas suficientes para
poder conectar un circuito y efectuar una medida
de intensidad (I), tensión (V) o de resistencia
(R)


Polímetro o multímetro o téster.
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ELECTRICIDAD

• MAGNITUDES ELÉCTRICAS BÁSICAS (4)

Voltímetro
Amperímetro
Montaje de un voltímetro y un amperímetro
Polímetro
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ELECTRICIDAD

• LEY DE OHM
• En un circuito eléctrico las tres primeras
  magnitudes eléctricas (V, I, R) están
  relacionadas entre sí mediante la ley de Ohm.

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ELECTRICIDAD

• MAGNITUDES ELÉCTRICAS BÁSICAS (5)
• Potencia eléctrica (P)
• Es la medida de la energía que consume un aparato
  eléctrico en cada unidad de tiempo (en 1
  segundo). Se mide en vatios (W)

Para medir esta magnitud se utiliza un aparato
denominado vatímetro
Un múltiplo muy empleado es el kilowatio 1 kW
1.000 W
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ELECTRICIDAD

• MAGNITUDES ELÉCTRICAS BÁSICAS (6)
• Energía eléctrica (E)
• La energía eléctrica consumida por un aparato
  eléctrico se calcula multiplicando la potencia
  por el tiempo que está funcionando el aparato. Se
  mide en julios (J).

Una unidad muy empleada para la energía eléctrica
es el kilowatio hora (kW h)
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ELECTRICIDAD

• EL PRECIO DE LA ELECTRICIDAD
• A la compañía eléctrica (en nuestro caso
  Sevillana de Electricidad) le compramos energía
  eléctrica. Esta energía se mide en kW h. El
  precio aproximado del kW h es

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ELECTRICIDAD

• Tipos de circuitos
• A veces necesitamos conectar en un circuito más
  de dos receptores, por ejemplo, varias bombillas
  o una bombilla más un motor. Cómo pueden
  conectarse?

Conexión en paralelo
Existen 2 posibilidades
Conexión en serie
Si combinamos la conexión en serie y la conexión
en paralelo tenemos una conexión mixta
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ELECTRICIDAD

• Conexión en serie.
• La forma más intuitiva de conectar 2 o más
  elementos en un circuito eléctrico es
  colocándolos uno detrás del otro. Así, si tenemos
  varias pilas, un hilo conductor, un interruptor y
  varias bombillas, por ejemplo, podemos colocarlos
  como indica la siguiente figura

En este caso por todos los elementos del circuito
circula la misma intensidad de corriente (I).
Este tipo de conexión se llama conexión serie. Si
tenemos dos lámparas iguales conectadas en serie,
éstas lucirán lo mismo. La mayor parte de los
aparatos que funcionan con pilas tienen 2, 3 o 4
pilas conectadas en serie. De esta forma se suma
el voltaje de los generadores. Por ejemplo, 4
pilas de 1,5 V forman un generador equivalente de
6 V.
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ELECTRICIDAD

• Características de la conexión en serie.

• La intensidad de corriente (I) que circula por
  cada elemento es la misma
• El voltaje de la pila (V) se reparte entre cada
  elemento. Así , por ejemplo, si conectamos tres
  bombillas en serie a una pila de 4,5 voltios, a
  cada una le corresponden sólo 1,5 V, por lo que
  lucen muy poco.
• Si se funde una bombilla, o la desconectamos, las
  demás dejan de lucir. Esto es lógico, ya que el
  circuito se interrumpe y no pasa la corriente.

4,5 V
Recuerda Conexión serie I cte V se reparte
1,5V
1,5V
1,5V
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ELECTRICIDAD

• Conexión en serie de generadores

V1
V2
V3
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ELECTRICIDAD

• Conexión en serie de resistencias.

R1
R2
R3
En general para n resistencias
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ELECTRICIDAD

• Conexión en paralelo.
• También podemos conectar los elementos de un
  circuito eléctrico de otra forma. Por ejemplo,
  haciendo que una rama del circuito se bifurque en
  dos, tal y como se indica a continuación

En este caso, la intensidad de corriente
eléctrica que circula por cada una de las ramas
del circuito (por cada una de las lámparas) puede
ser diferente. Este tipo de conexión se llama
conexión en paralelo. Si tenemos dos lámparas
iguales conectadas en paralelo, pueden lucir con
diferente intensidad si hay otros elementos
incorporados al circuito.
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ELECTRICIDAD

• Características de la conexión en paralelo.

• Todos los elementos conectados en paralelo
  disponen del mismo voltaje de la pila. Si
  conectamos tres bombillas en paralelo, cada una
  de ellas está en contacto con los polos de la
  pila. Como la pila tiene 4,5V, todas lucen mucho.
• Si se funde una bombilla, o la desconectamos, las
  demás siguen luciendo. Esto es lógico, ya que las
  otras dos siguen conectadas a los polos de la pila

4,5 V
4,5V
Recuerda Conexión paralelo V cte I se reparte
4,5V
4,5V
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ELECTRICIDAD

• Conexión en paralelo de generadores

V1
V2
V3
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ELECTRICIDAD

• Conexión en paralelo de resistencias.

4,5 V
R1
R2
R3
En general para n resistencias
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CIRCUITOS MIXTOS (1)
ELECTRICIDAD
Cuatro receptores en un circuito mixto. Los
generadores están en serie.
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CIRCUITOS MIXTOS (2)
ELECTRICIDAD
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ELECTRICIDAD

• Corriente continua y corriente alterna

• Los átomos de materiales conductores como los
  metales tienen algunos electrones libres. Cuando
  logramos poner a esos electrones en movimiento,
  tenemos corriente eléctrica (I).
• Los electrones tienen dos formas de moverse

CORRIENTE CONTINUA (CC) En inglés Direct Current
(DC)
CORRIENTE ALTERNA (CA) En inglés Alterne Current
(AC)
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ELECTRICIDAD

• Corriente continua (CC o DC en inglés)

Los electrones se mueven en un mismo sentido,
del polo negativo de la pila al polo positivo que
los atrae. La energía necesaria para que se
muevan es generada por pilas y baterías. Los
voltajes son pequeños 1,5, 4,5, 9 V. Se utilizan
en linternas, CD portátiles, circuitos
electrónicos.

• Corriente alterna (CA o AC en inglés)

Los electrones cambian de sentido (alternan)
una y otra vez, 50 veces por segundo. La
corriente alterna se genera mediante un
alternador. Es la que más se emplea porque se
obtienen voltajes mucho más altos y, por
consiguiente, grandes cantidades de energía. Es
la que usamos en casa para iluminación, la TV, la
lavadora (220 V)