La electricidad y la energía 7 Índice del libro 1.La electricidadLa electricidad 2.La corriente eléctricaLa corriente eléctrica 3.Circuitos eléctricosCircuitos.

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1 La electricidad y la energía 7 Índice del libro 1.La electricidadLa electricidad 2.La corriente eléctricaLa corriente eléctrica 3.Circuitos eléctricosCircuitos eléctricos 4.La energía eléctricaLa energía eléctrica 5.Efecto JouleEfecto Joule 6.La electricidad en el hogarLa electricidad en el hogar 7.Tipos de energíaTipos de energía 8.Fuentes de energíaFuentes de energía 9.Energías renovablesEnergías renovables 10.Energías no renovablesEnergías no renovables 11.¿Cómo utilizamos la energía?¿Cómo utilizamos la energía?

2 La electricidad y la energía 1. La electricidad 7 CARGA ELÉCTRICA Un cuerpo está cargado positivamente cuando tiene un defecto de electrones, y negativamente, si tiene un exceso de electrones. La unidad de carga eléctrica en el Sistema Internacional, SI, es el culombio, C La relación entre el culombio y la carga del electrón es 1 e – = 1,602 · 10 –19 C

3 La electricidad y la energía 1. La electricidad 7 LEY DE COULOMB La fuerza de atracción o de repulsión entre dos cargas es directamente proporcional al producto de las mismas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.

4 La electricidad y la energía 1. La electricidad 7 POTENCIAL ELÉCTRICO Y DIFERENCIA DE POTENCIAL ELÉCTRICO V A, V B potencial eléctrico en los puntos A y B ΔV diferencia de potencial eléctrico entre los puntos A y B W trabajo realizado Q carga transportada

5 La electricidad y la energía 2. La corriente eléctrica 7 CORRIENTE ELÉCTRICA La corriente eléctrica es un flujo de electrones que se desplazan a lo largo de un conductor desde el punto de mayor potencial eléctrico al de menor potencial. Corriente continua: Los electrones se mueven siempre en el mismo sentido. Corriente alterna: Los electrones se mueven cambiando el sentido del movimiento.

6 La electricidad y la energía 2. La corriente eléctrica 7 INTENSIDAD DE CORRIENTE Intensidad de corriente: número de cargas, o cantidad de electricidad, que atraviesa una sección de un conductor en la unidad de tiempo. La intensidad de una corriente se denomina I La intensidad de una corriente se mide en amperios, A

7 La electricidad y la energía 2. La corriente eléctrica 7 RESISTENCIA DE UN CONDUCTOR Todas las sustancias, en mayor o menor medida, oponen resistencia al paso de la corriente eléctrica. La resistencia de un conductor viene dada por la siguiente fórmula: La unidad de resistencia en el Sistema Internacional es el ohmio, Ω

8 La electricidad y la energía 2. La corriente eléctrica 7 CONDUCTORES, SEMICONDUCTORES Y AISLANTES Resistividad a 20 °C

9 La electricidad y la energía 2. La corriente eléctrica 7 LEY DE OHM Ley de Ohm: La intensidad de corriente eléctrica que circula por un conductor es directamente proporcional a la diferencia de potencial e inversamente proporcional a su resistencia.

10 La electricidad y la energía 3. Circuitos eléctricos 7 CIRCUITO ELÉCTRICO1 de 3 Podemos definir un circuito eléctrico como el movimiento continuo y ordenado de los electrones. Circuito abierto Circuito cerrado

11 La electricidad y la energía 3. Circuitos eléctricos 7 Circuito básico CIRCUITO ELÉCTRICO2 de 3

12 La electricidad y la energía 3. Circuitos eléctricos 7 CIRCUITO ELÉCTRICO3 de 3 Componentes más habituales

13 La electricidad y la energía 3. Circuitos eléctricos 7 SENTIDO DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA El sentido real del flujo de electrones es del polo negativo al positivo. Sentido real de la corriente: del polo negativo al positivo. Sentido convencional de la corriente: del polo positivo al negativo. Sentido real I Sentido convencional I

14 La electricidad y la energía 3. Circuitos eléctricos 7 ASOCIACIÓN DE RESISTENCIAS EN SERIE Asociación en serie: la intensidad es la misma para todas las resistencias. Circuito equivalente Circuito

15 La electricidad y la energía 3. Circuitos eléctricos 7 ASOCIACIÓN DE RESISTENCIAS EN PARALELO Asociación en paralelo: La diferencia de potencial es la misma para todas las resistencias. Circuito equivalente Circuito

16 La electricidad y la energía 4. La energía eléctrica 7 TRABAJO DEBIDO A LAS FUERZAS DEL CAMPO ELÉCTRICO El movimiento de las cargas que producen la corriente eléctrica es debido a las fuerzas del campo eléctrico. La diferencia de potencial, o tensión, es La intensidad es Sustituyendo La unidad de trabajo en el Sistema Internacional es el julio, J

17 La electricidad y la energía 4. La energía eléctrica 7 POTENCIA DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA Potencia: trabajo realizado en la unidad de tiempo. Sustituyendo en la expresión del trabajo de las fuerzas del campo eléctrico Queda La unidad de potencia en el Sistema Internacional es el vatio, W Para medir la energía eléctrica es muy frecuente utilizar el kilovatio hora, kWh 1 kWh = 1 000 W ⋅ 3 600 s = 3 600 000 J = 3,6 ⋅ 10 6 J

18 La electricidad y la energía 5. La energía eléctrica 7 EFECTO JOULE Efecto Joule: al pasar una corriente eléctrica por un conductor, este se calienta al cabo del tiempo. Los choques de los electrones hacen que la temperatura del conductor se eleve y que se emita calor. El calor es una forma de energía. Podemos calcular el calor, Q, de esa forma:

19 La electricidad y la energía 5. La energía eléctrica 7 TRABAJO, ENERGÍA Y CALOR El calor, como toda energía, se expresa en el Sistema Internacional de unidades en julios, J También se utiliza mucho otra unidad, la caloría, cal 1 cal = 4,19 J 1 J = 0,24 cal

20 La electricidad y la energía 6. La electricidad en el hogar 7 CUADRO ELÉCTRICO DE UNA CASA Todas las instalaciones eléctricas de una casa tienen un cuadro eléctrico con los siguientes dispositivos: Interruptor de Control de Potencia, ICP Interruptor General Automático, IGA Interruptor Diferencial, ID Pequeño Interruptor Automático, PIA

21 La electricidad y la energía 7. Tipos de energía 7 ENERGÍA Energía: capacidad o propiedad que presentan los cuerpos y los sistemas físicos para producir transformaciones a su alrededor. La energía está presente en cualquier cambio que se produzca a nuestro alrededor, tanto físico como químico. Durante estos cambios la energía ni se crea ni se destruye, solo se transforma. La energía se puede presentar en la naturaleza de diferentes formas transformables entre sí. La unidad de energía en el Sistema Internacional es el julio, J, en honor de James P. Joule.

22 La electricidad y la energía 7. Tipos de energía 7 TIPOS DE ENERGÍA1 de 3 Energía térmica o calorífica Cuanto más rápido se mueven sus partículas, mayor energía térmica tiene un cuerpo. La manifestación macroscópica de este movimiento es la temperatura. Energía cinética Los cuerpos adquieren energía cinética al ser acelerados por acción de las fuerzas o, lo que es lo mismo, cuando se realiza un trabajo sobre ellos. Energía potencial gravitatoria Es la energía que poseen los objetos por estar situados a una cierta altura. Energía mecánica Suma de energía cinética más energía potencial gravitatoria.

23 La electricidad y la energía 7. Tipos de energía 7 TIPOS DE ENERGÍA2 de 3 Energía potencial elástica Es la energía que se libera cuando un muelle, o un resorte, que estaba comprimido se suelta. Energía química Asociada a las reacciones químicas.  Reacciones exotérmicas: ceden energía al medio exterior.  Reacciones endotérmicas: captan energía del medio exterior. Energía eléctrica Asociada a la corriente eléctrica, es decir, a las cargas en movimiento. Energía nuclear Se obtiene al producirse cambios en el núcleo de los átomos. Las fuerzas que mantienen unido el núcleo son muy fuertes.  Fisión nuclear: fraccionar un núcleo.  Fusión nuclear: unir dos núcleos.

24 La electricidad y la energía 7. Tipos de energía 7 TIPOS DE ENERGÍA3 de 3 Energía electro- magnética Se debe a las ondas electromagnéticas que se producen al hacer oscilar campos magnéticos y campos eléctricos. Energía del sonido Es una energía de vibración. El sonido está formado por ondas sonoras, que son oscilaciones que se propagan en un medio elástico. Energía de los seres vivos Las mitocondrias producen la energía necesaria para la célula. El organismo transforma lo que comemos en agua, dióxido de carbono y energía, utilizando el oxígeno de la respiración. Nuestro cuerpo aprovecha la energía obtenida transformándola en energía mecánica (movimiento), térmica (calor) y eléctrica (transmisión de impulsos nerviosos). Los vegetales absorben la luz solar para producir energía química, mediante la fotosíntesis.

25 La electricidad y la energía 8. Fuentes de energía 7 FUENTES DE ENERGÍA Fuentes de energía: Son aquellas que tienen capacidad de generar energía en forma de calor, luz, etc.  Renovables: Su generación es continua y son relativamente limpias.  No renovables: Al ser consumidas, disminuyen sus reservas ya que no hay tiempo suficiente para su renovación.

26 La electricidad y la energía 8. Fuentes de energía 7 Energías renovablesEnergías no renovables PRINCIPALES FUENTES DE ENERGÍA1 de 2

27 La electricidad y la energía 8. Fuentes de energía 7 PRINCIPALES FUENTES DE ENERGÍA2 de 2

28 La electricidad y la energía 9. Energías renovables 7 ENERGÍAS RENOVABLES Energía solar Energía eólica Energía hidráulica Energía de las mareas (mareomotriz) Energía geotérmica Energía de la biomasa

29 La electricidad y la energía 10. Energías no renovables 7 ENERGÍAS NO RENOVABLES Carbón Petróleo Gas natural Energía nuclear

30 La electricidad y la energía 11. ¿Cómo utilizamos la energía? 7 AHORRO ENERGÉTICO La mejor fuente de energía del futuro es la racionalización de la ya disponible y el fomento de la utilización de las energías renovables, si no queremos contribuir a la destrucción de nuestro planeta.  Racionalizar el uso de los recursos y fomentar el uso de las energías renovables, disminuyendo gradualmente el uso y la dependencia de los combustibles fósiles.  Rechazar los productos contaminantes o que dañen el entorno y eliminar las fuentes contaminantes en el origen.  Investigar fuentes de energías nuevas y renovables, eficientes y limpias.  Utilizar tecnologías y materiales reciclables no contaminantes.