T6_ ref (1)

8/2/2019 T6_ ref (1)

1/15

TECNOLOXAS 2 ESO. SAGRADOCORAZNDE PLACERES (PONTEVEDRA) TEMA 6: E LECTRICIDAD

UNIDAD TEMTICA 6

(Refuerzo)

ELABORADOPOR:Pedro Landn

CPR COLEXIO SAGRADO CORAZN DE XESS(Placeres). Pontevedra

UNIDAD TEMTICA 3: ELECTRNICA http://www.pelandintecno.blogspot.com/ PGINA 1 DE 15

8/2/2019 T6_ ref (1)

2/15


I. INTRODUCCINLa materia est formada por partculas muy pequeas llamadas tomos. A su vez, los tomos estn constituidospor electrones que se mueven alrededor de un ncleo, constituido

porprotones yneutrones. Los protones y los electrones tienen unapropiedad conocida como carga elctrica. Esta propiedad es laresponsable de que ocurran los fenmenos elctricos.

Mientras que los neutrones no poseen carga elctrica, la carga de unelectrn es igual a la carga elctrica de un protn, pero de distintosigno, y por convenio:

Los electrones tienen carga negativa

Los protones poseen carga positiva.

Como la carga de un electrn es muy pequea, en el Sistema

Internacional (S.I.), para expresar la cantidad de carga seemplea como unidad la carga de 6,242 1018 electrones(6,242 trillones de electrones), llamada Culombio oCoulomb (C).

En general, los materiales son neutros; es decir existe unequilibrio entre el nmero de cargas negativas (electrones) ypositivas (protones). Sin embargo, en ciertas ocasiones loselectrones pueden moverse de un material a otro originandocuerpos con cargas positivas (con defecto en electrones)ycuerpos con carga negativa (con exceso de electrones).

Por tanto, para adquirir carga elctrica, es decir, paraelectrizarse, los cuerpos tienen que ganar o perderelectrones.

Una caracterstica de las cargas, es que las cargas del mismosigno se repelen, mientras que las cargas con diferente signose atraen (tal y como muestra la figura).

ACTIVIDADES

1. Rellena los huecos con las palabras apropiadas (electrones, neutrones, negativa, con cargas positivaselectrones, neutros, tomos, positiva, carga elctrica , protones, Culombio, con cargas positivas),

La materia est formada por partculas muy pequeas llamadas.......................... A su vez, los tomos estn constituidos

por ....................................que se mueven alrededor de un ncleo, constituido por......................... y.....................................

Los protones y los electrones tienen una propiedad conocida como. Esta propiedad es la responsable de que ocurran los

fenmenos elctricos.

En general, los materiales son.................................; es decir existe un equilibrio entre el nmero de cargas negativas

(electrones) y positivas (protones). Sin embargo, en ciertas ocasiones los electrones pueden moverse de un material a otro

originando cuerpos ............................... (con defecto en electrones) y ...................................... (con exceso de electrones).


Fig 1: Estructura bsica de un tomo.

Fig 2: Estructura bsica de un tomo.

8/2/2019 T6_ ref (1)

3/15


Los protones poseen carga .....................................

Los electrones tienen carga ....................................

Para electrizarse (cargarse) los cuerpos tienen que ganar o perder ........................................

Para expresar la cantidad de carga se emplea como unidad el ..............................................., que equivale a la carga de 6,242trillones de electrones.

2. Indica cuales de estas frases son verdaderas (V) y cules son falsas (F)

Los electrones tienen carga positiva. Las cargas positivas se repelen Las cargas negativas se atraen Las cargas de distinto signo se atraen. Las cargas del mismo signo se repelen.

3. Indica la carga total de los tomos que poseen las siguientes partculas (indica las cuentas):

8 protones y 6 electrones




21 protones, 21 neutrones y 19 electrones

45 protones, 45 neutrones y 47 electrones

II. CORRIENTE ELCTRICA Y MAGNITUDES ELCTRICASHay materiales, como los plsticos, la madera o los materiales cermicos, en los que los electrones no se muevende un tomo a otro. Estos materiales se llaman aislantes.

En otros materiales, los electrones se pueden mover fcilmente entre los tomos que lo componen. Estosmateriales se denominan conductores. Son buenos conductores los materiales que ofrecen poca resistencia alpaso de los electrones, como por ejemplo los metales (plata, cobre, aluminio, etc.).

La corriente elctrica se puede definir como el movimiento de electrones a travs de un material


8/2/2019 T6_ ref (1)

4/15


conductor desde un cuerpo con carga negativa (exceso de electrones) a un cuerpo con carga positiva(deficitario en electrones).

La corriente elctrica se parece, en cierto sentido, a unacorriente de agua. Para que el agua circule entre dos

depsitos unidos por una tubera, stos deben situarse adiferentes alturas. Pes bien, para que exista circulacinde corriente elctrica entre dos puntos, es necesarioque exista diferencia de cargas entre ellos, es decir queen uno de los puntos haya ms electrones que en elotro. (En el caso del agua si no hubiese diferencia dealtura entre los depsitos, el agua no circulara de undepsito al otro). A esta diferencia de cargas (y por tanto de energa) entre dos puntos se le denominaVoltaje (V).

Elvoltaje o tensin (V) es la diferencia de energa entre dos puntos de un conductor (provocada por ladiferencia de cargas). Su unidad es elVoltio(V).

En el ejemplo del agua, la cantidad de agua que pasa por una tubera en un segundo se llama caudal. Por ejemplo,podemos decir que una tubera tiene un caudal de 1 L litro por segundo. Eso quiere decir que cada segundo pasa1L de agua por la tubera.

A semejanza del ejemplo del agua, en un punto de un circuito, la intensidadde corriente ser la cantidadde carga que pasa por un punto del circuito por unidad de tiempo (t). Su unidad, es elAmperio (A)

Cuanto mayor sea el nmero de electrones que pase por el cable cada segundo, mayor ser la intensidad.

En cualquier conductor las cargas encuentran una oposicin o resistencia a su movimiento (al igual que el agua enuna tubera puede encontrarse con obstculos que dificulten el flujo de agua).

La resistencia elctrica (R) es la oposicin o dificultad que ofrece un material al paso de la corrienteelctrica. Su unidad es el ohmios ().

ACTIVIDADES

4. Relaciona mediante flechas los trminos de las siguientes columnas:

a) Maderab) Plsticosc) Materiales que permiten el paso de la corriente elctrica a su travs.d) Metalese) Cobref) Cermicag) Platah) Materiales que no dejan pasar la corriente elctrica a su travs.

1. Conductor elctrico2. Aislante elctrico.


Fig 3: Smil de dos depsitos de agua conectados entre spor una tubera. Si existe diferencia de alturas al aguacircular hacia el depsito situado ms abajo. Si no haydiferencia de altura el agua no circular entre ambosdepsitos.

8/2/2019 T6_ ref (1)

5/15



1. Intensidad2. Electrones3. Cantidad de carga4. Resistencia5. Tensin6. Corriente elctrica

1. Partculas de los tomos con carga negativa

2. cantidad de carga que pasa por un punto del circuito por unidad de tiempo

3. diferencia de energa entre dos puntos de un conductor (provocada por la diferenciade cargas).

4. Cantidad total de carga que circula por un circuito

5. dificultad que ofrece un material al paso de la corriente elctrica

6. movimiento de electrones a travs de un material conductor


Tensin o voltaje

Intensidad

Cantidad de carga

Resistencia

Amperio

Culombio

Ohmio

Voltio

VV

A

CC

7. Relaciona las frases de la columna de la izquierda con las palabras o smbolos de la columna de la derecha.

1. Intensidad2. Amperio3. Aislante4. Electrones5. Culombio6. Cantidad de carga7. Resistencia8. Tensin9. Ohmio10.Voltio11.Corriente elctrica

a) Unidad en la que se mide la tensin o voltaje.b) Partculas de los tomos con carga negativa.c) Cantidad de carga que pasa por un punto del circuito por unidad de tiempod) Unidad en la que se mide la resistencia elctrica.e) Diferencia de energa entre dos puntos de un conductor (provocada por la diferencia de cargas).f) Materiales que no dejan pasar la corriente elctrica a su travs.g) Unidad en la que se mide la cantidad de carga.h) Cantidad total de carga que circula por un circuitoi) Dificultad que ofrece un material al paso de la corriente elctricaj) Movimiento de electrones a travs de un material conductork) Unidad en la que se mide la intensidad de corriente.l) Materiales que permiten el paso de la corriente elctrica a su travs.

III. CIRCUITOS ELCTRICOSUn circuito elctrico es un conjunto deelementos conectados entre s, que

permiten establecer una corriente entre dospuntos, para aprovechar la energa elctrica.

Los circuitos se componen de:

Generadores

Conductores

Receptores

Elementos de control

Elementos de proteccin


8/2/2019 T6_ ref (1)

6/15


LOS GENERADORES: son los elementos que transforman cualquier forma de energa enenerga elctrica. Ejemplos de ellos son las pilas ybateras.

Una pila consta de dos polos o terminales, uno

negativo y uno positivo. Cuando ambos polos seunen mediante el hilo conductor, los electronesse mueven a travs de l, desde el polo negativoal polo positivo.

Flujo de electrones

Fig 4: Flujo de electrones hacia el polo positivo de una pila.

LOS CONDUCTORES: son los elementos queconectan los distintos elementos del circuitopermitiendo el flujo de electrones. Paratransportar los electrones de un sitio a otro seutilizan cables de metal, normalmente de cobre,y recubiertos de plstico para que los electronesno salgan del cable.

Una pila consta de dos polos, uno negativo y unopositivo. No basta con conectar un extremo delconductor al polo negativo del que salen loselectrones. Hay que conectar el otro extremo alpolo positivo, al que vuelven los electrones. Sicortamos el cable en un punto, los electrones sedetienen en todo el cable (al igual que cuandocerramos un grifo el agua se detiene en toda latubera).

SENTIDO DE LA CORRIENTE

En una pila los electronessiempre salen de la pila porel polo negativo, recorrentodos los elementos delcircuito y entran de nuevoen la pila, pero ahora por elpolo positivo. Antes de quese descubriese que lacorriente elctrica es elresultado del movimiento delos electrones por uncircuito, se pensaba que eradebida al movimiento de cargas positivas. Los electrones circulansiempre hacia el polo positivo (nodo de la pila); por lo que lacorriente circular en sentido contrario (desde el polo positivohacia el negativo). En la figura el sentido de la corriente viene

indicado por el sentido de las flechas.

LOS RECEPTORES: Son los elementos en los que se produce algn efecto (luz, calor, sonido, movimiento...)al pasar por ellos la corriente. Los receptores elctricos ms usuales en nuestro taller sern las lmparas obombillas, timbres, resistencias elctricas, motores....

ELEMENTOS DE CONTROL:Son los dispositivos usados para dirigir o interrumpir el paso de corriente. Losms importantes son los interruptores, conmutadores, y pulsadores.

ELEMENTOS DE PROTECCIN: Son los elementos encargados de proteger al resto de los elementos delcircuito frente corrientes demasiado elevadas. Un ejemplo de elemento de proteccin es el fusible.

SIMBOLOGA NORMALIZADA

A la hora de dibujar los circuitos elctricos en un plano, no se utiliza una representacin realista de los diferentes elementos que loscomponen (sera ms lento y costoso). En su lugar, utilizamos una serie de smbolos para representar dichos dispositivos. En lasiguiente tabla vemos algunos de ellos, as como su funcin

SMBOLOS DISPOSITIVO FUNCIN

GENERADOR

Pila

Generan corriente continuaBatera


8/2/2019 T6_ ref (1)

7/15


SIMBOLOGA NORMALIZADA (continuacin)

SMBOLOS DISPOSITIVO FUNCIN

RECEPTORES

Lmpara o bombilla Produce luz

Resistencia Produce calor y limita el paso de corriente

Motor Genera movimiento

Timbre o zumbador Produce sonido

Altavoz Produce sonido

ELEM

ENTOS

DECO

NTROL

Interruptor Permite o impide el paso de corriente

Conmutador Permite alternar la corriente entre doscircuitos

Pulsador (NA)Interruptor que permite el paso decorriente slo mientras es presionado,impidindolo en caso contrario.

ELEMENTOPROTECCIN

FusibleProteje el circuito frente a intensidadesaltas de corriente

EJEMPLOS DE CIRCUITOS

= =


8/2/2019 T6_ ref (1)

8/15


ACTIVIDADES

8. Rellena los huecos que faltan con las palabras adecuadas (Generador, Receptor, Conductor , Elemento de

proteccin , Elemento de Control, circuito):

Los interruptores, conmutadores, y pulsadores son ejemplos de ............................................................

Las pilas y bateras son algunos ejemplos de ............................................

Los elementos que conectan los distintos elementos del circuito permitiendo el flujo de electrones se

llaman .............................................................................

Los elementos en los que se produce algn efecto (luz, calor, sonido, movimiento...) al pasar por ellos la corriente se

denomina.........................................................

Las lmparas, bombillas, timbres, motores elctricos son algunos ejemplos de ......................................

El conjunto de elementos conectados entre s, que permiten establecer una corriente entre dos puntos, se

denomina ..........................................

Los dispositivos utilizados para dirigir o interrumpir el paso de corriente se llaman ...........................

Los ............................................... son los elementos que transforman cualquier forma de energa en energa elctrica.

Los ........................................................son los elementos encargados de proteger al resto de los elementos del circuito

frente corrientes demasiado elevadas.

El fusible es un ejemplo de ..................................................................

9. Clasifica cada elemento de un circuito con el tipo de dispositivo:

DISPOSITIVO TIPOS DE DISPOSITIVO

a) Interruptor

b) Fusible

c) Lmpara

d) Resistencia

e) Conmutador

f) Zumbador

g) Altavoz

h) Pulsador

i) Batera

j) Hilo de cobre

1. Generador

2. Conductor

3. Receptor

4. Elemento de control

5. Elemento de proteccin

10.Para cada smbolo representado indica el dispositivo elctrico que representa:

a) b)

c) d)

e) f)

g) h)

i) j)


8/2/2019 T6_ ref (1)

9/15


11.Indica para cada figura el tipo de elemento de que se trata (Generador, Receptor, Conductor , Elemento deproteccin , Elemento de Control)

12.Nombra los dispositivos elctricos que aparecen en los siguientes circuitos.


8/2/2019 T6_ ref (1)

10/15


13.Representa mediante los smbolos adecuados los siguientes circuitos

14.En los circuitos anteriores, indica con flechas el sentido de la corriente (considera todos los elementos de control

estuviesen cerrados).


8/2/2019 T6_ ref (1)

11/15


15.En el siguiente circuito:

a) Identifica los elementos del circuitob) Indica sobre el esquema el sentido de la corriente elctrica mediante flechas

(considerando el elemento de control cerrado).c) Qu ocurre cuando cerramos el elemento de control del circuito?



(considerando los dispositivos 1 y 2 cerrados).c) Qu ocurre cuando cerramos el dispositivo 1?

d) Qu ocurre cuando cerramos el dispositivo 2?

e) Qu ocurre cuando cerramos los dispositivos 1 y 2 al mismo tiempo?



(tal y como se muestra el esquema).c) Qu est ocurriendo en el circuito, en el estado en que se encuentrarepresentado?

d) Qu ocurre cuando cambiamos el elemento de control de posicin?

18. Contesta a las siguientes preguntas a la vista del circuito mostrado:

a) Tal y como se muestra el circuito, Qu bombillas estn iluminando?

b) Qu bombillas se iluminan cuando cerramos el interruptor n 2?

c) Qu bombillas se iluminan cuando cerramos los dos interruptores?


8/2/2019 T6_ ref (1)

12/15


19.Contesta a las siguientes preguntas a la vista del circuito mostrado:


b) Qu bombillas se iluminan cuando cerramos el interruptor?

c) Qu bombillas se iluminan si se funde la lmpara A manteniendo el interruptor cerrado?

d) Qu bombillas se iluminan si se funde la lmpara B manteniendo el interruptor cerrado?

e) Qu bombillas se iluminan si se funde la lmpara B manteniendo el interruptor cerrado?

20.Contesta a las siguientes preguntas a la vista del circuito mostrado:


b) Qu bombillas se iluminan cuando cerramos el interruptor?

IV. LEY DE OHMEn 1822 cientfico George Simon Ohm, relacion laintensidad de corriente, la tensin y la resistencia,enunciando la ley de Ohm de la forma siguiente:

Ley de Ohm: La intensidad de corriente quecircula por un hilo conductor es directamenteproporcional a la tensin entre sus extremos einversamente proporcional a la resistencia

Esta ley, que se cumple siempre en todos los elementossometidos a tensin y por los que circula intensidad de

corriente, se puede expresar de forma matemticacomo:

)R(sistenciaRe

)V(Voltaje)I(Intensidad =

De donde se deduce que:

Ohmio1

Voltio1Amperio1 =

La ley de Ohm nos va permitir conocer la tensin,intensidad o resistencia en cualquier punto del circuito.Vamos a ver algunos ejemplos:

EJERCICIO RESUELTO

Se conecta una resistencia de 3 k a unapila de 9 V. Cul ser la intensidad querecorre el circuito?

El primer paso es expresar las magnitudes enunidades apropiadas. En nuestro caso, 3 k =3000 .

A continuacin, substituimos las magnitudesconocidas (en el ejemplo, la tensin y laresistencia) en la frmula de la ley de Ohm, paracalcular la magnitud desconocida (en este caso laintensidad).

mA3A003.03000

V9

R

VI ==

==

Por ltimo, expresaremos el resultado en launidad adecuada (en este caso mA). Por tanto,por el circuito circularn 3 mA.


8/2/2019 T6_ ref (1)

13/15


EJERCICIO RESUELTO

Por un circuito, alimentado por una pila de 9 V,circula una corriente de 2 A. Si la tensin Seconecta una resistencia de 3 k a una pila de 9 V.Cul ser la resistencia del circuito?

==== 5,4A2

V9

I

VR

R

VI

EJERCICIO RESUELTO

La resistencia de un circuito, por el que circulauna intensidad de corriente de 3 A, es de 12 A.Cul es la tensin que proporciona el generador?

V3612A3VVRIR

V

I====

ACTIVIDADES

21.Vamos a repetir el experimento llevado a cabo por George Simon Ohm. En su experimento Ohm utiliz pilas de 5

V, las cuales fue incorporando, de una en una, a un circuito. Al mismo tiempo que iba incorporando pilas al

circuito, Ohm fue midiendo, con un aparato llamado ampermetro, la intensidad de corriente en los circuitos

resultantes; obteniendo los datos de voltaje e intensidad que figuran en la tabla.

Voltaje 5 V 10 V 15 V 20 V

Intensidad 0,2 A 0,4 A 0,6 A 0,8

Relacin V/I 50

a) Cubre los huecos de la tabla:

b) Permanece constante la relacin V/I, o vara con la tensin?

c) Qu nombre recibe dicha relacin?

d) Podras decir cul es la resistencia del circuito que emple Ohm?

22.La ley de Ohm se puede expresar como:

e) V = I R f) I = V R g) R = V/I. h) I = V/R

23.La siguiente tabla muestra los valores de la intensidad, resistencia y tensin de varios elementos de un circuito.

Sin embargo se han borrado diversos valores. Calcula los valores que faltan indicando las operaciones necesarias.

Voltaje 6 V 10 V 12 mV 20 V 12 V

Resistencia 200 4 2 k 4 k 10 0,1 k

Intensidad 30 mA 3A 60mA 50000 mA 0,015 A 5 A

24.Di cules de las siguientes frases son verdaderas con respecto a la ley de Ohm:

a) Al aumentar la resistencia de un circuito, disminuye la intensidad de corriente.

b) Al disminuir la tensin, disminuye la intensidad de corriente que circula por el circuito.

c) Al disminuir la resistencia, disminuye la intensidad de corriente que circula por el circuito.

d) En un circuito dado, el producto de la resistencia por la intensidad permanece constante.


8/2/2019 T6_ ref (1)

14/15


V. EFECTOS DE LA CORRIENTE ELCTRICALa corriente elctrica causa diversos efectos sobre los elementos que atraviesa, transformndose en otros tipos deenerga. Este ao estudiaremos algunos de dichos efecto.

1. ENERGA CALORFICA (CALOR)Cuando los electrones circulan por un conductor, chocan contra las partculas(ncleos y electrones) del material por el que circulan. De este modo la energaque transportan se convierte en energa calorfica. Este fenmeno se conoce conel nombre de efecto Joule.

Dicho efecto es por un lado un inconveniente, ya que se pierde energa elctrica alhacer circular la corriente por cualquier conductor. Sin embargo, puedeaprovecharse en equipos como planchas, hornos, secadores, cafeteras y en

cualquier dispositivo elctrico que transforma la energa elctrica en calor. Los elementos empleados paraproducir calor a partir de la luz elctrica son las resistencias.

2. ENERGA LUMNICA (LUZ)

Al ser atravesados por la corriente, los cuerpos incrementan su temperatura. Sieste aumento es importante, los cuerpos se vuelven incandescentes, es decir,comienzan a emitir luz. Al principio la luz es roja y a medida que sigueaumentando la temperatura la luz tiende al blanco.

En este fenmeno de incandescencia se basa el funcionamiento de las bombillasconvencionales, llamadas por ello, lmparas de incandescencia. En dichaslmparas, el filamento de wolframio (un metal) alcanza unas temperaturas de2000-3000C al pasar por el la corriente. Para evitar que se queme, el filamento

se encierra en una ampolla de vidrio en la que se elimina el oxgeno (haciendovaco o conteniendo una mezcla de argn y nitrgeno).

3. ENERGA MECNICA (MOVIMIENTO)

La conversin de energa elctrica en mecnica se realiza a travs de motores,por ejemplo, en un tren elctrico, en una batidora, en un exprimidor, en unventilador...

Su funcionamiento se basa en el fenmeno de induccin electromagntica enel que la corriente que pasa por un conductor acta como un imn. Empleandolas fuerzas de atraccin y repulsin entre un imn y un hilo conductor colocadoen su interior puede obtenerse el movimiento del imn.

ACTIVIDADES25.Elabora una lista con objetos que produzcan alguno de estos efectos (al menos 4 por ejemplo):

CALOR: ejemplo: tostadora LUZ: ejemplo: bombilla incandescente MOVIMIENTO: ejemplo: motor de batidora


8/2/2019 T6_ ref (1)

15/15


26.Di en que se transforma la electricidad ,en los siguientes aparatos, para su funcionamiento (en algunos se

transformar en varios tipos de energa)


Documents

T6_ ref (1)