Unidad 2 Electricidad

Pregunta de la Unidad MYP ¿Cómo podemos mejorar el uso de la energía eléctrica? Conceptos centrales La corriente eléctrica es un flujo de electrones La energía del movimiento de los electrones se transforma al pasar por una resistencia La energía del movimiento de los electrones al pasar por los diversos aparatos eléctricos convirtiéndose en energía útil. Aprendizajes esperados conocer la importancia de la electricidad en la vida moderna manejar relaciones matemáticas sencillas para obtener resultados numéricos de magnitudes relevantes (por ejemplo, la relación entre potencia, corriente eléctrica y voltaje); reconocer que una misma magnitud puede manifestarse en formas diferentes en la naturaleza (por ejemplo, la energía); ubicar el desarrollo de la electricidad en su contexto histórico, valorando la contribución de diversas personas.

¿Qué es la electricidad? En términos simples, la electricidad corresponde al movimiento de cargas eléctricas. Las cargas que pueden moverse son los electrones (que tienen carga negativa). Para que dicho movimiento de electrones se produzca se requiere: Un medio por donde moverse (tradicionalmente un cable) Una fuerza que los impulse

Intensidad de corriente Número o cantidad de cargas que pasan por un lugar en una unidad de tiempo Se representa por la letra I y se mide en Amperes (A) 1 A = 1 C / 1 s

Diferencia de potencial o voltaje Una pila es lo que se denomina una “fuente electromotriz” o fem. Una fem “impulsa” a los electrones a moverse de un lugar a otro. El camino que recorren se conoce como “circuito” Una fem produce una diferencia de potencial o voltaje entre dos lugares o puntos del circuito. El voltaje se puede entender como la diferencia de energía que debe haber entre dos puntos para que los electrones se muevan

Resistencia La resistencia eléctrica nos indica la dificultad que tienen los electrones para ir de un lugar a otro de un circuito Esa resistencia depende de: El material (existen conductores y aislantes o malos conductores) El grosor o sección transversal El largo Todos los materiales tienen al menos una pequeña resistencia. Cuando la corriente pasa por ellos, una parte de la energía se disipa en forma de calor.

Analogía hidráulica http://www.ciencias.ies-bezmiliana.org/animaciones/WaterAnalogy/WaterAnalogy.swf

Ley de Ohm Voltaje, resistencia e intensidad de corriente están relacionadas entre si por la llamada “Ley de Ohm” Es importante notar que la resistencia es una constante, que determina la relación entre el voltaje y la intensidad, pero que NO VARIA al cambiar alguno de ellos

Circuitos Un circuito es un camino para la corriente. En un circuito principalmente podemos encontrar: fem o generadores de voltaje (pilas, baterías, generadores, enchufes, etc.) Resistencias (cualquier aparato eléctrico actúa como una resistencia)

Circuitos en serie En un circuito en serie: En un circuito en serie todas las resistencias están conectadas al mismo cable, si se quema una, deja de circular la corriente. En un circuito en serie: La intensidad es la misma en cada resistencia Itotal=I1=I2=I3… El voltaje depende de cada resistencia, pero el voltaje total del circuito es la suma de todos los voltajes Vtotal=V1+V2+V3… La resistencia total es la suma de todas las resistencias Rtotal=R1+R2+R3…

Circuitos en serie En un circuito en serie: La intensidad es la misma en cada resistencia Itotal=I1=I2=I3… El voltaje depende de cada resistencia, pero el voltaje total del circuito es la suma de todos los voltajes Vtotal=V1+V2+V3… La resistencia total es la suma de todas las resistencias Rtotal=R1+R2+R3…

Circuitos en paralelo En un circuito en paralelo, cada resistencia está en una línea de corriente distinta, así que si una resistencia falla, las otras siguen funcionando

Circuitos en paralelo En un circuito en paralelo: La intensidad de corriente que sale de la pila se reparte entre las distintas resistencias, así que Itotal=I1+I2+I3… El voltaje es el mismo en cada resistencia Vtotal=V1=V2=V3… Por cada resistencia que se agrega se agrega un camino más, así que, al haber más caminos, la corriente tienen menos dificultades para avanzar (La resistencia disminuye). Matemáticamente, esto se expresa como

Circuito mixto Combinación de serie y paralelo

Resumen Circuitos en serie y paralelos En un circuito en serie: Itotal=I1=I2=I3… Vtotal=V1+V2+V3… Rtotal=R1+R2+R3… En un circuito en paralelo: Itotal=I1+I2+I3… Vtotal=V1=V2=V3… En cualquier circuito se cumple que

Ejercicios Ley de Ohm y Circuitos 1. En el circuito de la figura, si la intensidad de corriente que sale de la pila es de 1 A, el voltaje de la pila es 4,5 v y las resistencias son R1= 1Ω, R2= 3Ω, R3= 6Ω ¿Cuál es la intensidad en la resistencia 1? ¿Cuál es el voltaje en la resistencia 2? ¿Cuál es la resistencia total del circuito? Solución: a) La intensidad de corriente en todo el circuito es la misma (no se pierde carga en el camino), así que la intensidad en R1 = 1 A b) Como c) Las resistencias están en serie, asi que se cumple que

2. Con respecto al circuito de la figura, si R1 = 10 ohm R2 = 20 ohm a) ¿Cómo están conectadas las resistencias? En paralelo b) ¿Cuál es el voltaje en R3? Como están en paralelos, es el mismo voltaje en todas, V = 40 V c) ¿Cuál es la intensidad de la corriente que circula por la resistencia más pequeña? Como R = V/I  10 = 40 / I  I = 40 / 10 = 4 A d) ¿Cuál es la resistencia total del circuito?

3. Se conectan dos ampolletas en paralelo a una corriente de 220 V 3. Se conectan dos ampolletas en paralelo a una corriente de 220 V. Si cada ampolleta tiene una resistencia de 500 Ω, ¿Cuál es la resistencia del circuito? Solución: Como las ampolletas están en paralelo, y cada una es una resistencia, sumamos las dos resistencias en paralelo.

4. ¿Cuál es la resistencia total (o resistencia equivalente) del circuito? Solución: Las tres resistencias de arriba están conectadas en paralelo entre sí. Así que calcularemos cuanto vale la resistencia de esa parte del circuito Ahora, es como si tuviéramos lo siguiente  Como ahora las dos resistencias están en serie: