ELECTRICIDAD QUE ES__MAGNITUDES BÁSICAS_CIRCUITOS ELÉCTRICOS SERIE_PARALELO.KIRCHHOFF.

ELECTRICIDAD ESTÁTICA Y DINÁMICA. QUÉ ES? La electricidad se manifiesta por la presencia de cargas eléctricas ( negativas o positivas) tanto si están estáticas como si están en movimiento. Podemos así distinguir entre ELECTRICIDAD ESTÁTICA Y DINÁMICA. La electricidad estática se debe a la acumulación de cargas eléctricas en una zona con poca conductividad Ver video

CORRIENTE ELÉCTRICA Cuando las cargas ( normalmente electrones) se mueven por un conductor ( un cable de cobre por ejemplo) se forma un corriente eléctrica. Si lo hacen por un circuito cerrado constituyen un circuito eléctrico.

INTENSIDAD DE CORRIENTE RESISTENCIA VOLTAJE POTENCIA ENERGÍA MAGNITUDES BÁSICAS INTENSIDAD DE CORRIENTE RESISTENCIA VOLTAJE POTENCIA ENERGÍA

INTENSIDAD DE CORRIENTE La intensidad de corriente se define como la cantidad de carga eléctrica (Q) que pasa por un circuito en un tiempo determinado (t). Las unidades son los Amperios (A). CALCULA Si por un cable de cobre circulan 2C de carga en 2s, qué intensidad tenemos? ¿Cuánto tiempo tiene que pasar para que circulen 20A? Por un circuito pasan 5A de intensidad en medio minuto, ¿cuántos electrones circularon en ese tiempo?

RESISTENCIA ELÉCTRICA Es la oposición que ofrece un material al paso de corriente. Sus unidades son los ohmios (Ω) y depende del tipo de material, de la longitud y sección por donde circula la corriente ( normalmente un cable) ρ= resistividad del material (Ωmm2/m) L= longitud en m S = sección en mm2 CALCULA Calcula la resistencia de un cable de cobre de 2m de longitud y sección 0,5mm2 Un cable de aluminio de 1Km tiene una resistencia de 1KΩ, que sección tiene?

VOLTAJE, TENSIÓN O DIFERENCIA DE POTENCIAL Energía necesaria para mover cargas de un punto a otro con diferente potencial o cantidad de cargas. Se mide en Voltios (V) Oxidación: Zn (s) + 2OH− (aq) → ZnO (s) + H2O (l) + 2e− Reducción: 2MnO2 (s) + H2O (l) + 2e− →Mn2O3 (s) + 2OH− (aq)

LEY DE OHM La Ley de Ohm nos relaciona las tres magnitudes básicas vistas hasta ahora ( intensidad, voltaje y resistencia) de manera que la diferencia de potencial o voltaje entre dos extremos de un conductor es proporcional a la intensidad de corriente siendo la resistencia el factor de proporcionalidad. CALCULA ¿Cuál será la intensidad que circula por un circuito de resistencia 10Ω y voltaje 220V? Si conectamos un cable por el que circulan 2A a una pila de 9V, que resistencia opone?

POTENCIA ELÉCTRICA Podemos definirla como la cantidad de energía cedida o absorbida por un cuerpo en un tiempo determinado. Las unidades son los vatios (W) APLICANDO LA LEY DE OHM LLEGAMOS A OTRAS FORMAS DE EXPRESAR LA POTENCIA ELÉCTRICA

ENERGÍA ELÉCTRICA La energía eléctrica aportada por los aparatos dependen de la potencia que estos tengan y del tiempo que estén funcionando. Esa energía eléctrica aportada debido al movimiento de las cargas eléctricas se transforma en otras formas de energía como calor, luz o movimiento. Las unidades son las mismas que las del trabajo , los Julios (J).

CIRCUITOS SERIE CALCULA Tenemos un circuito en serie cuando se conectan los receptores uniendo la salida de uno con la entrada del siguiente. En este caso la Intensidad que circula por el circuito es la misma en todos los receptores y el voltaje del mismo se reparte entre los receptores. CALCULA Calcula la intensidad y las caídas de tensión (voltajes) en cada resistencia

CIRCUITOS PARALELO CALCULA Tenemos un circuito en paralelo cuando se conectan los receptores uniendo todas las entradas juntas y todas las salidas juntas. En este caso la Intensidad total del circuito se reparte entre las distintas ramas que tenga y el voltaje de la pila es el mismo que el que cae en cada rama. Cuando sólo hay dos resistencias puedes utilizar esta fórmula CALCULA Ejercicio resuelto: calcular la resistencia equivalente y la intensidad por cada rama. Cuánto vale el voltaje en R1 y R2 Calcula la resistencia equivalente y la intensidad por cada resistencia

CIRCUITOS MIXTO En los mixtos primero resolvemos las resistencias en paralelo y las sustituimos por su valor. Hecho esto dibujamos el circuito que nos queda con las resistencias en serie y resolvemos como siempre.

ACOPLAMIENTO DE CONDENSADORES Al igual que las resistencias los condensadores podemos acoplarlos en serie, paralelo o mixto. El cálculo de la Capacidad equivalente es similar al empleado en las resistencias teniendo en cuenta que en paralelo se suman y en serie se suman las inversas. Sabemos también que la cantidad de carga que puede almacenar un condensador deprende de su capacidad y del voltaje al que está conectado: Q= C. V Qt= Q1 = Q2 = Q3.... Qt= Q1+Q2+Q3....

ACOPLAMIENTO DE GENERADORES Lo mismo que las resistencias podemos acoplar los generadores en serie, paralelo o mixto SERIE: unimos los polos de diferente signo de manera que la fuerza electromotriz resultante es la suma de las de las pilas individuales. Todos los generadores tienen una resistencia interna que también se suman. El resultado es una f.e.m. mayor pero también una mayor resistencia. Debemos de tener en cuenta también que la asociación sólo podrá suministrar la corriente de la pila que menos intensidad aporte.

ACOPLAMIENTO DE GENERADORES PARALELO: unimos los polos del mismo signo de manera que la fuerza electromotriz resultante es la misma que la de una sola pila ( deben de ser todas del mismo voltaje, de los contrario fluiría corriente de las de mayor f.e.m. a las de menor perdiendo energía y gastándolas rápidamente) pero con menor resistencia interna. Además la corriente que pueden suministrar es la suma de las corrientes que pueden suministrar cada pila individual o dar la misma pero tardando más en agotarse.

ACOPLAMIENTO DE GENERADORES CARACTERÍSTICAS DE LAS BATERÍAS: a la hora de hacer los cálculo tendremos en cuenta que las pilas poseen na resistencia interna (ri), la que ofrece el electrolito al paso de corriente. La f.e.m. (e)(energía consumida por el generador para transportar 1C del polo+ al polo-) es el voltaje entre bornes en circuito abierto. Cuando está conectado la tensión entre bornes disminuye debido a la caída de tensión que produce la ri de la pila. Tenemos entonces que V= e- (ri . I) La intensidad de corriente será I= e/(R + ri) La capacidad es la cantidad de electricidad que puede suministrar en una descarga completa. Se mide en Ah o mAh ( 1Ah=3600C) El tiempo de descarga de una batería viene dado como la carga eléctrica de la batería dividido por el consumo del dispositivo Por ejemplo, si una batería posee una carga eléctrica de 1000 mAh (3600 C) y un dispositivo consume 20 mA (72 C/h), la batería tardará 50 horas en descargarse. Si en cambio consumiese 100 mA (360 C/h), la batería tardará solamente 10 horas en descargarse. Ejercicio: Calcula la d.d.p. en los bornes de una batería si su fem es de 4,5V, su ri = 0,5Ω y está acoplada a una bombilla de R=6Ω. ( sol:4,15V)

LEYES DE KIRCHHOFF DEFINICIONES Nudo:punto del circuito donde se conectan tres terminales o más de diferentes componentes. Rama: conjunto de elementos conectados entre dos nudos. Malla: circuito que se puede recorrer sin pasar dos veces por el mismo sitio. LEYES DE KIRCHHOFF

EJEMPLO RESOLUCIÓN POR EL MÉTODO DE MALLAS Escogemos un sentido de corriente para recorrer las mallas Asignamos un valor negativo ( por ejemplo) para los voltajes si la corriente entra por el polo negativo de la pila y un valor positivo si entra por el polo positivo. Una vez calculadas Ia, Ib e Ic aplicamos la ley de nudos y obtenemos las intensidades que pasan por cada resistencia. Luego ya podemos calcular caídas de voltaje y potencias.

SIMBOLOGÍA ELÉCTRICA BÁSICA