ELECTICIDAD Y ENERGÍA 3º ESO.

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1 ELECTICIDAD Y ENERGÍA 3º ESO

2 LA ELECTRICIDAD El circuito eléctrico Es un recorrido por el cual circulan los electrones. Consta de: un generador que proporciona energía, un hilo conductor, un interruptor y un receptor. Corriente eléctrica es la circulación de electrones o carga eléctrica de forma continua por un circuito. Tipos de materiales La estructura atómica de cada material determina la mayor o menor facilidad con que se desplazan los electrones. Conductores. Permiten el paso de la corriente eléctrica. Los metales. Aislantes. No permiten el paso de la corriente eléctrica. La madera, el vidrio, los plásticos y el aire son conductores. Semiconductores. Presentan propiedades intermedias entre los conductores y los aislantes. Germanio y silicio.

3 ELEMENTOS DE UN CIRCUITO ELÉCTRICO
Resistencia eléctrica de los materiales. La resistencia es la oposición que presenta un material al paso de la corriente eléctrica . ELEMENTOS DE UN CIRCUITO ELÉCTRICO Generadores. Proporcionan la energía necesaria para que los electrones se muevan.

4 Receptores. Son dispositivos que transforman la energía eléctrica en otro tipo de energía que nos resulte útil Elementos de control. Dirigen e interrumpen la corriente ecléctica

5 Representación y símbolos.
Circuito con componentes reales y circuito esquemático

6 MAGNITUDES ELÉCTRICAS
Voltaje o diferencia de potencial. Es la cantidad de energía que un generador es capaz de proporcionar a cada electrón. Viene expresada por su voltaje o tensión y se mide en voltios (V). Voltímetro. Para medir la tensión o voltaje se utiliza el voltímetro. Los cables que salen del voltímetro se conectan en paralelo en los extremos del componente cuya tensión deseamos medir.

7 Intensidad de corriente eléctrica
Intensidad de corriente eléctrica. Es la carga o número de electrones que atraviesan la sección de un conductor cada segundo. La unidad es el amperio (A). La unidad de carga eléctrica es el culombio. 1 culombio = 6, electrones Amperímetro. Sirve para medir la intensidad de corriente que pasa por un circuito. Debe conectarse en serie de modo que todos los electrones tienen que pasar por el. Amperímetro midiendo la intensidad que consume la bombilla.

8 LEY DE OHM Circuito en serie. R = R1+ R2+ R3+ …. V = V1+ V2 + V3 + …
La ley de Ohm dice que la resistencia que un material opone al paso de la corriente eléctrica es el cociente entre la tensión aplicada en sus extremos y la intensidad que lo atraviesa. La unidad de resistencia eléctrica es el ohmio (Ω). Circuito en serie. Dos o más elementos están conectados en serie cuando la salida de uno es la entrada del siguiente. En ésta conexión la corriente o intensidad que circula por todos los elementos es la misma, mientras que el voltaje total es la suma de las tensiones o voltajes en los extremos de cada elemento. La resistencia total es la suma de las resistencias. R = R1+ R2+ R3+ …. V = V1+ V2 + V3 + …

9 Circuito en paralelo. En esta conexión los componentes del circuito se conectan de forma que tengan la misma entrada y la misma salida; así los cables de un lado y otro se unen. La diferencia de potencial o tensión en cada elemento conectado en paralelo es la misma, pero es diferente la intensidad o corriente que circula por cada rama. La resistencia equivalente de éste circuito es: /R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ….. Si se conectan varios generadores iguales en paralelo, el voltaje no se verá incrementado, pero al repartirse la corriente que deben suministrar, la duración será mayor.

10 Circuito mixto. Cuando en un mismo circuito existen elementos conectados en serie y en paralelo, la disposición es mixta. Se resuelve cada tramo como circuito serie o paralelo según sea el caso. Para determinar la resistencia total del circuito, se calculan las resistencias parciales de cada tramo y se suman.

11 TIPOS DE CORRIENTE Corriente continua. Corriente alterna.
Es aquella en que los electrones circulan siempre en el mismo sentido y con la misma intensidad. Las pilas, baterías y dínamos suministran corriente continua. Corriente alterna. La tensión que llega a nuestras casas, y la del gráfico es alterna, porque adquiere valores positivos y negativos. Cambia de valor y de signo con el tiempo.

12 Valor eficaz de la corriente alterna.
El valor eficaz de una señal alterna es el valor que debería tener una señal continua para que ambas produjeran el mismo efecto energético. En el caso de una señal alterna senoidal, ese valor eficaz será: Transformadores. El valor de la tensión alterna senoidal puede aumentar o disminuir mediante el uso de transformadores. Esto permite transportar la energía eléctrica a grandes distancias elevando la tensión y disminuyendo las pérdidas por calentamiento. Si aplicamos una tensión alterna en un devanado V1, en el otro se induce otra tensión V2, cuyo valor depende del número de vueltas de cada devanado, n1 y n2

13 ENERGÍA ELÉCTRICA Potencia eléctrica. E = V . I . t P = V . I
La energía que consume en un tiempo determinado, t en seg., un aparato eléctrico cualquiera por el que circula una intensidad, I en amperios, cuyo voltaje de funcionamiento es V en voltios , viene dada por la expresión: E = V . I . t La energía se puede expresar en julios (J) o calorías (cal.) 1 J = 0,24 cal. Potencia eléctrica. La potencia consumida por un aparato eléctrico por el que circula una intensidad, I, y cuyo voltaje es V, la da la expresión: P = V . I La potencia se mide en vatios (W) La energía eléctrica se puede expresar también por la fórmula: E = P . t En la práctica es muy frecuente el Kilovatio por hora como unidad de energía eléctrica. Su equivalencia es: kW . h = J

14 EFECTOS DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA Calor.
El movimiento de los electrones en el interior de un cable es lento y desordenado, lo que provoca continuos choques y un aumento de la temperatura del propio cable. La energía ocasionada en forma de calor se conoce como efecto Joule y se calcula por: E = I2 . R . t Luz. Tubo fluorescente. En el interior del tubo hay un filamento metálico de tungsteno, un gas inerte (argón) y una pequeña cantidad de mercurio. El vidrio está interiormente recubierto por una capa de fósforo. El calentamiento del filamento da lugar a una corriente eléctrica. Los choques de las partículas que forman la corriente eléctrica con los átomos de mercurio provocan la emisión de luz ultravioleta no visible. El fósforo absorbe la radiación ultravioleta y la transforma en luz visible. Este tipo de lámparas iluminan más con menos consumo pero producen contaminación.

15 Bombilla. Al pasar corriente eléctrica por el filamento de la bombilla se emite luz (incandescencia). El filamento alcanza una temperatura de entre 2000 y 3000ºC. En el interior de la ampolla se ha hecho el vacío o existe una mezcla de argón y nitrógeno para evitar la combustión del filamento. Electromagnetismo. - Movimiento: motor eléctrico. Un motor es un dispositivo que transforma la energía eléctrica en movimiento. Su funcionamiento se basa en las fuerzas de atracción y repulsión ocasionadas por un hilo por donde circula corriente eléctrica. Si se hace girar con suficiente velocidad el eje de un motor eléctrico, este se convierte en generador.

16 -Electroimán: relé. Cuando hacemos circular corriente eléctrica por la bobina, ésta se comporta como un electroimán y atrae una pieza móvil metálica que cierra dos contactos; si no se aplica ninguna corriente a la bobina, el contacto central permanece en su posición de reposo: unido al contacto de la izquierda.

17 ELECTRÓNICA Componentes electrónicos. Permiten modificar la intensidad, el sentido o las propiedades de la corriente eléctrica. - Resistencia fija o resistor. Dificulta el paso de la corriente eléctrica. Su valor se mide en ohmios y se indica mediante el código de colores. El tamaño indica la potencia que pueden disipar. Resistencia variable o potenciómetro: Su valor se puede ajustar entre 0 y un valor máximo determinado por el fabricante.

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19 Resistencias que dependen de un parámetro físico: Si dependen de la temperatura se llaman termistores. NTC (coeficiente de temperatura negativo), la resistencia disminuye al aumentar la temperatura. PTC (coeficiente de temperatura positivo), la resistencia aumenta al aumentar la temperatura. LDR varían con la cantidad de luz. Al aumentar la cantidad de luz disminuye la resistencia.

20 Condensador: Componente capaz de almacenar carga eléctrica
Condensador: Componente capaz de almacenar carga eléctrica. Formado por dos placas metálicas planas y paralelas, separadas por un aislante. Una vez cargados, impiden el paso de la corriente, comportándose como un interruptor abierto. La capacidad de un condensador es la cantidad de carga que almacena a una tensión dada. Se mide en faradios (F)

21 Diodo. Componente electrónico fabricado con material semiconductor que permite el paso de la corriente eléctrica en una sola dirección.

22 Transistor: Elemento básico en los circuitos electrónicos. Formado por semiconductores, dispone de tres patillas (emisor , base y colector). El fabricante informa de las características del transistor y de la posición de las patillas Con los transistores se puede fabricar desde un interruptor hasta un microprocesador. Se puede utilizar como amplificador o como un interruptor controlado por una pequeña corriente inyectada por la base.