UNIDAD DIDÁCTICA 7: ELECTRICIDAD La materia está formada por átomos y estos a su vez por un núcleo alrededor del cual giran unas partículas llamadas electrones. Son los electrones los responsables de la mayoría de los fenómenos eléctricos, pues al estar girando alrededor del núcleo tienen facilidad para moverse. Las sustancias que dejan pasar fácilmente las cargas eléctricas a través de ellas reciben el nombre de conductores y las que no dejan pasar fácilmente las cargas eléctricas reciben el nombre de aislante CIRCUITO ELÉCTRICO Es un conjunto de elementos unidos por cables conductores, por los que pasan las cargas eléctricas. COMPONENTES DE UN CIRCUITO ELÉCTRICO GENERADORES: Proporcionan la energía que impulsa las cargas por el circuito. Entre ellos desataca la pila cuyo símbolo es . CONDUCTORES: Son los cables que unen los diferentes elementos, se fabrican con materiales buenos conductores de la electricidad como el cobre. Símbolo RECEPTORES: Consumen energía eléctrica y la transforman en otro tipo de energía. RECEPTOR SÍMBOLO CONVIERTE LA ENERGÍA ELÉCTRICA EN ENERGÍA BOMBILLA LUMINOSA RESISTENCIA CALOR MOTOR MECÁNICA M ZUMBADOR SONORA ELEMENTOS DE PROTECCIÓN: Gobiernan el paso o no paso de las cargas por unos puntos u otros del circuito. Elemento de maniobra INTERRUPTOR símbolo utilidad Tiene dos pociones en una impide totalmente el paso de las cargas y en la otra permite el paso de las cargas PULSADOR Funciona igual que el interruptor, pero para hay que mantenerle pulsado para que este en una de las posiciones, pues una vez que se deje de pulsar vuelve a la otra posición 1 CONMUTADOR Habilita el paso de las cargas por uno u otro camino. ELEMENTOS DE PROTECCIÓN: Protegen al circuito de corrientes excesivas (excesivo paso de cargas eléctricas), destaca el fusible. Símbolo => TIPOS DE CIRCUITO. TIPOS DE CIRCUITOS circuito serie circuito paralelo 1 2V En el circuito serie los elementos están unos a continuación de otros en un mismo conductor. En el circuito de la izquierda si una bombilla se funde la otra dejará de lucir pues se interrumpe el circuito En el circuito paralelo los receptores tienen los terminales dos a dos unidos a los mismos puntos en cables separados. En el circuito de la derecha al fundirse una bombilla, la otra seguirá luciendo. Cuando el circuito es una combinación de elementos en serie y paralelo se llama circuito mixto. CORTOCIRCUITO: Cuando se unen los dos terminales de una pila u otro generador con un cable. Este hecho provoca que pase una elevada corriente, el circuito se caliente y se gaste rápidamente la pila. CIRCUITO ABIERTO: No existe un camino que una los dos terminales de la pila y por lo tanto no pasan las cargas. CLASIFICACIÓN DE LAS SUSTANCIAS EN FUNCIÓN DE SU COMPORTAMIENTO ANTE LA ELECTRICIDAD. CONDUCTORES: Son sustancias que dejan pasar fácilmente las cargas eléctricas (electrones) a través de ellas. Ejemplo los metales. AISLANTES: Son sustancias que apenas dejan pasar los electrones a través de ellas. Ejemplos: Plástico y madera. 2 SEMICONDUCTORES: Presentan propiedades intermedias entre los anteriores, además su conductividad eléctrica varía en función de la temperatura y luminosidad. Ejemplo silicio. CIRCUITO ELÉCTRICO: Es un conjunto cerrado de elementos unidos por cables por el que circulan cargas eléctricas. Entre los elementos están los generadores que sirven para impulsar las cargas por el circuito, los receptores como bombillas y motores que consumen energía eléctrica transformándola en otra energía, los elementos de maniobra como los interruptores, y los propios cables conductores que unen los diferentes elementos. MAGNITUDES BÁSICAS DE UN CIRCUITO ELÉCTRICO: VOLTAJE, TENSIÓN O DIFERENCIA DE POTENCIAL (V): Se mide entre dos puntos del circuito y expresa la diferencia de energía que tienen las cargas entre los dos puntos. La diferencia de energía existente entre los extremos del circuito es aportada por el generador. La magnitud se mide en voltios (V) INTENSIDAD DE CORRIENTE ELÉCTRICA (I): Representa el número de cargas que atraviesan un circuito en la unidad de tiempo. Se mide en Amperios (A) . Un amperio significa que atraviesan simultáneamente una sección del circuito 6,1x 1018 electrones, o lo que es lo mismo que lo atraviesan 1Culombio(C) por segundo, siendo el culombio la unidad de carga en el sistema internacional. RESISTENCIA(R): Expresa la oposición que presenta un componente del circuito o un cable al paso de la corriente eléctrica. Se mide en Ohmios(Ω) Los receptores como las bombillas presentan una resistencia fija que indica la energía que consumen por ejemplo una bombilla de 40W presenta una resistencia de 1210 Ω. LEY DE OHM: Es la ley básica de un circuito eléctrico y relacionan las tres magnitudes principales. La intensidad de corriente que pasa entre dos puntos de un circuito es proporcional a la tensión que existe entre esos dos puntos e inversamente proporcional a la resistencia existente entre esos dos puntos. I=V/R V=IXR R=V/I EJERCICIOS DE ELECTRICIDAD 1.- Dados los esquemas de la figura, indica el nombre de cada componente y di de que tipo de circuito se trata. 3 2.- Representa el esquema de cada uno de los siguientes circuitos. 3.- Dibuja un esquema donde aparezcan una bombilla, un interruptor que la encienda, un generador y los conductores necesarios para cerrar el circuito. Utiliza la simbología normalizada. 4.- En el circuito siguiente. a) ¿Qué ocurre si se rompe la lámpara L1?, ¿Lucen igual el resto de lámparas? b) ¿Qué ocurre si se rompe la lámpara L2?, ¿Lucen igual el resto de lámparas? c) ¿Qué ocurre si se rompe la lámpara L3?, ¿Lucen igual el resto de lámparas? 5.- En el circuito siguiente. a) Cuando cerramos el interruptor I1, ¿Qué ocurre con las lámparas, L1 y L2? b) Cuando cerramos el interruptor I2, ¿Qué ocurre con las lámparas, L1 y L2? c) Si tenemos cerrado I1 y cerramos I2, ¿Qué ocurre con todas las lámparas?¿Lucen? 6.- En el circuito siguiente. a) En la posición de reposo del conmutador que sucede. b) Si pasamos a la otra posición del conmutador que sucede ahora. 7.- Observa el circuito de control de una dirección de un motor y dibuja un circuito con ayuda de un conmutador y dos baterías que sea capaz de cambiar el sentido de giro de un motor de corriente continua. 4 Sentido de giro a derechas Sentido de giro a izquierdas 8.- Disponemos de un circuito con un motor como indica la figura siguiente. Si la resistencia que ofrece el motor es de 12 ohmios. ¿Cuál será la corriente que circulará por él en régimen de funcionamiento? 9.- Calcula la corriente que circula por la bombilla, si la pila con la que se alimenta es de 4,5V y la resistencia de la bombilla es de 14 Ω. 10.- Averigua el valor óhmico de bombilla del circuito de arriba a la derecha si sabemos que la corriente que circula cuando le aplicamos una pila de 4,5 V es de 0,4 A. 11 Analiza los siguientes circuitos, identificando los elementos que lo forman, identifica circuitos abiertos y cortocircuitos, indica si son circuitos serie, paralelo o A 5 B 5 2 V V 2 E E mixto. C D 5 M D