UNIDAD DIDÁCTICA: ELECTRICIDAD BÁSICA Y … · CONTENIDOS: En este tema aprenderás: - Qué es la electricidad y sus tipos. ... luz y también calor, y un calefactor eléctrico

UUNNIIDDAADD DDIIDDAacuteAacuteCCTTIICCAA

EELLEECCTTRRIICCIIDDAADD BBAacuteAacuteSSIICCAA YY AAPPLLIICCAACCIIOONNEESS

IES ESTUARIA Departamento de Tecnologiacutea Nivel 2ordm ciclo Curso 4ordm ESO

Iacutendice - Introduccioacuten CONTENIDOS En este tema aprenderaacutes - Queacute es la electricidad y sus tipos - Coacutemo se genera se transmite y se distribuye la electricidad - Efectos y aplicaciones generales de la electricidad - Componentes de los circuitos generales y de viviendas - Magnitudes foacutermulas y caacutelculos eleacutectricos - Herramientas especificas para electricidad OBJETIVOS Al final seraacutes capaz de (Objetivos) - Disentildear circuitos eleacutectricos generales y de viviendas - Analizar circuitos eleacutectricos - Construir y calcular circuitos eleacutectricos y otras aplicaciones eleacutectricas IacuteNDICE 0- INTRODUCCIOacuteN 1- DEFINICIOacuteN DE ELECTRICIDAD 2- iquestCOacuteMO SE GENERA LA ELECTRICIDAD 3- COMPONENTES GENERALES DE LOS CIRCUITOS ELEacuteCTRICOS 4- ASOCIACIONES DE ELEMENTOS 5- LEYES Y FOacuteRMULAS FUNDAMENTALES DE LOS CIRCUITOS ELEacuteCTRICOS 6- CIRCUITOS TIacutePICOS DE VIVIENDAS 7- HERRAMIENTAS DEL ELECTRICISTA 8- ALGUNOS DISENtildeOS DE CIRCUITOS ELEacuteCTRICOS 9- COMO FUNCIONAN ALGUNOS DISPOSITIVOS ELEacuteCTRICOS HABITUALES 10- SEGURIDAD E HIGIENE DE LA ELECTRICIDAD Anexo I Actividades praacutecticas Anexo II Glosario de teacuterminos Anexo III Simbologiacutea eleacutectrica Anexo IV Esquema-resumen Anexo V Demuestra tus conocimientos PREGUNTAS PARA OBSERVAR CONOCIMIENTOS INICIALES 1- iquestQueacute es la electricidad y cuaacutentos tipos hay 2- iquestCoacutemo se genera la electricidad 3- iquestCuaacuteles son los componentes generales de un circuito eleacutectrico 4- iquestPor queacute se utiliza el circuito paralelo en las viviendas 5- iquestCuaacutel es la ley de Ohm 6- iquestSabriacuteas disentildear un circuito eleacutectrico que se encienda una luz desde dos posiciones 7- iquestPara queacute se utiliza un poliacutemetro 8- iquestSabes coacutemo funciona un frigoriacutefico 9- iquestCoacutemo funciona una bombilla o un tubo fluorescente

00 INTRODUCCIOacuteNINTRODUCCIOacuteN (Me lo contaron y lo olvideacute lo vi y lo entendiacute lo construiacute y lo aprendiacute Confucio)

iquestPara queacute ha servido la electricidad La electricidad es la forma de energiacutea maacutes utilizada debido a que puede transmitirse a gran distancia se puede almacenar y sobre todo se puede transformar en otras energiacuteas y viceversa Todo esto ha influido en la mejora de nuestra calidad de vida con avances tecnoloacutegicos como son iluminacioacuten de viviendas la TV ordenadores moacuteviles relojes coches industrias y multitud de factores de nuestra vida que se pueden saber simplemente comparaacutendolo con el modo de vida de hace 100 antildeos Un poco de historia Hace maacutes de 2000 antildeos que los griegos descubrieron la electricidad al frotar aacutembar con un trozo de tela atrayendo pequentildeos trozos plumas etc de hecho la palabra ldquoelectricidadrdquo deriva de la palabra griega ldquoaacutembarrdquo En 1749 se dio el primer gran paso cuando Benjamiacuten Franklin analizoacute diminutas chispas de cuerpos cargados y gigantescas chispas de los rayos hablando de flujo eleacutectrico y coacutemo se podiacutea transferir de un lugar a otro es decir la corriente eleacutectrica A partir de ahiacute hubo grandes descubrimientos uno tras otro hasta nuestros diacuteas y sus diferentes aplicaciones sobre todo en la electroacutenica iexclElectricidad iquestCoacutemo Al frotar un globo o boli de plaacutestico con una tela se dice que se ha cargado de electricidad es decir que con el rozamiento se ha perdido o ganado electrones y por tanto al acercarlo a un cuerpo en equilibrio de cargas por ejemplo un trocito de papel es atraiacutedo por el boli o tambieacuten puede hacerlo iexclla tela

La materia estaacute constituida de aacutetomos y eacutestos a su vez de electrones (-) protones (+) y neutrones (neutro) establecieacutendose diversos tipos de cargas en los cuerpos negativas (maacutes electrones que protones) cargas positivas (menos electrones que protones) y sin carga (mismo nordm de electrones que de protones) por lo que los aacutetomos se atraen (diferente carga) o repelen (misma carga) entre siacute Los uacutenicos que se mueven en un aacutetomo son los electrones y el flujo de estos electrones de un aacutetomo a otro es la electricidad

Cuando podemos extraer los electrones y transportarlo de un

lado a otro por medio de un conductor (cable eleacutectrico) se produce la corriente eleacutectrica siendo los electrones atraiacutedos por un cuerpo cargado positivamente o neutro establecieacutendose una diferencia de potencial o voltaje (V) entre las cargas (Ej 220 voltios) es decir ldquoel poder de atraccioacuten entre las cargasrdquo que junto a la resistencia (R) que tenga el conductor asiacute seraacute la intensidad (I) con la que circule los electrones es decir la corriente eleacutectrica Tres magnitudes eleacutectricas a tener muy en cuenta V R e I

Sabiacuteas quehellip que ciertos elementos llamados semimetales como el silicio germanio boro etc se utilizan en la electroacutenica porque son semiconductores de la electricidad es decir que conducen electricidad pero soacutelo bajo ciertas condiciones (friacuteos no conducen calientes siacute) (Son utilizados en diodos transistores etchellip)

Actividades praacutecticas

Fabrica chispas caseras Un papel te bastaraacute para producir una chispa eleacutectrica Para ello toma una gran hoja como las de dibujo que sea fuerte ponla sobre una mesa de madera frotaacutendola enseguida con la mano bien seca o con una tela de lana que se adhiera perfectamente a la mesa hasta que se caliente lo maacuteximo posible Hecho esto pon unas llaves en medio de la hoja de papel y levanta la hoja cogieacutendola por las esquinas Si en ese momento una persona cualquiera aproxima un dedo al manojo de llaves salta una chispa eleacutectrica por haberse acumulado en el metal la electricidad que el frotamiento desarrolloacute el papel Cuando el tiempo es seco y si el papel se calentoacute bien y repetidas veces la chispa puede alcanzar hasta 2 cm de longitud iquestTe gustariacutea poder atraer el agua Necesitas una regla de plaacutestico y un chaleco de lana para este experimento Coge la regla y la frotas con energiacutea sobre el chaleco durante un minuto aproximadamente y a continuacioacuten la acercas a un grifo con un chorrito de agua muy suave iexcly ya veraacutes el chorro se desviacutea hacia la regla Esto es posible porque se ha cargado de electricidad negativa la regla (es decir le hemos quitado electrones al chaleco) que atrae a un cuerpo en equilibrio de cargas el agua Las cargas de diferente signo se atraen iquestPodraacute el chaleco atraer el agua iquestPor queacute

Truco de magia Necesitas una cantildeita de plaacutestico en un vaso lleno de agua Si te frotas las manos generas electricidad electrostaacutetica en tus manos y al pasar las manos cerca de la cantildeita la atraeraacutes y podraacutes moverla

11-- DEFINICIOacuteN DE ELECTRICIDADDEFINICIOacuteN DE ELECTRICIDAD Definicioacuten Forma de energiacutea basada en que la materia posee cargas positivas (protones) y cargas negativas (electrones) que puede manifestarse en reposo como electricidad estaacutetica o en movimiento como corriente eleacutectrica y que da lugar a la luz el calor los campos magneacuteticos los movimientos y aplicaciones quiacutemicas iquestCoacutemo se manifiesta la electricidad Se manifiesta de tres formas fundamentalmente - Electrostaacutetica cuando un cuerpo posee carga positiva o negativa pero no se traslada a ninguacuten sitio Por

ejemplo frotar un boliacutegrafo de plaacutestico con una tela para atraer trozos de papel - Corriente continua (CC) Cuando los electrones se mueven siempre en el mismo sentido del polo negativo

al positivo Las pilas las bateriacuteas de teleacutefonos moacuteviles y de los coches producen CC y tambieacuten la utilizan pero transformada de CA a CC los televisores ordenadores aparatos electroacutenicos etc

- Corriente alterna (CA) No es una corriente verdadera por que los electrones no circulan en un sentido

uacutenico sino alterno es decir cambiando de sentido unas 50 veces por segundo por lo que maacutes bien oscilan y por eso se produce un cambio de polos en el enchufe Este tipo de corriente es la utilizada en viviendas industrias etc por ser maacutes faacutecil de transportar

Ejemplos de utilizacioacuten de los tipos de corrientes Hay elementos como las bombillas de casa motor eleacutectrico de la lavadora etc que funcionan directamente con la corriente alterna (CA) Las bombillas de casa en realidad no iluminan constantemente sino que se encienden y apagan 50 (60 en EEUU) veces en un segundo debido a la alternancia de la polaridad solo que nuestros ojos no lo perciben En cambio las bombillas de una linterna iluminan constantemente al ser alimentada por unas pilas de corriente continua (CC) o como los aparatos electroacutenicos como la televisioacuten ordenadores que aunque se conecten a CA transforman esa corriente a CC mediante un transformador o fuente de alimentacioacuten para funcionar Cuando se cargan los teleacutefonos moacuteviles tambieacuten se utiliza un transformador (voltaje) + rectificador (polaridad) para pasar la CA a CC iquestQueacute efectos puede tener la corriente eleacutectrica Los efectos de la corriente eleacutectrica se pueden clasificar en

- Luminosos - Caloriacuteficos - Magneacuteticos - Dinaacutemicos - Quiacutemicos

Los efectos luminosos y caloriacuteficos suelen aparecer relacionados entre siacute Por ejemplo una laacutempara desprende luz y tambieacuten calor y un calefactor eleacutectrico desprende calor y tambieacuten luz Al circular la corriente los electrones que la componen chocan con los aacutetomos del conductor y pierden energiacutea que se transforma y se pierde en forma de calor De estos hechos podemos deducir que si conseguimos que un conductor eleacutectrico (cable) se caliente mucho sin que se queme ese filamento podriacutea llegar a darnos luz en esto se fundamenta la laacutempara iquestHay aire dentro de una bombilla de filamento iquestY en el tubo de un fluorescente

Sabiacuteas quehellip la eficiencia de una bombilla es del 15 aproximadamente porque el resto se pierde en forma de calor Compara los datos La eficiencia del motor de un coche es alrededor de un 15 de una locomotora eleacutectrica de un 35 de una central hidroeleacutectrica de un 80 y de una bicicleta un 90

El efecto magneacutetico iquestCoacutemo se puede conseguir un imaacuten Enrollando un conductor a una barra metaacutelica y haciendo circular una corriente eleacutectrica es decir un electroimaacuten Otra actividad acerca la aguja de una bruacutejula (que es un imaacuten) a un cable eleacutectrico iquestSe desviacutea iquestPor queacute Siacute se desviacutea Porque la corriente eleacutectrica que atraviesa dicho cable genera a su alrededor un campo magneacutetico que atrae la aguja de la bruacutejula

El efecto dinaacutemico consiste en la produccioacuten de movimiento como ocurre con un motor eleacutectrico

El efecto quiacutemico es el que da lugar a la carga y descarga de las bateriacuteas eleacutectricas Tambieacuten se emplea en los recubrimientos metaacutelicos cromados dorados etc mediante la electrolisis

Al final soacutelo es necesario inventar un aparato que sea capaz de transformar la energiacutea eleacutectrica en esa otra energiacutea que nosotros necesitamos laacutemparas motores electroimanes radiadores cocinas planchas etc

22-- iquestiquestCOacuteMO SE GENERA LA ELECTRICIDADCOacuteMO SE GENERA LA ELECTRICIDAD iquestDe doacutende viene la electricidad Enunciado La energiacutea ni se crea ni se destruye soacutelo se transforma (Einstein)

La electricidad es una energiacutea y lo uacutenico que hacemos es transformar una energiacutea mecaacutenica (pedalear en una bici caiacuteda de agua de unas cataratas) mediante un dispositivo (dinamo turbina-generador) en energiacutea eleacutectrica o transformar energiacutea quiacutemica (compuestos quiacutemicos de una pila que reaccionan transfiriendo electrones de un polo a otro) a energiacutea eleacutectrica Tambieacuten hay otros sistemas de generacioacuten de energiacutea eleacutectrica como son energiacutea solar mediante paneles fotovoltaicos energiacutea eoacutelica mediante aerogeneradores etc

iquestQueacute es lo que se pretende al generar la electricidad

Lo que se pretende es ldquoexpulsarrdquo a los electrones de las oacuterbitas que estaacuten alrededor del nuacutecleo de un aacutetomo Para expulsar esos electrones se requiere cierta energiacutea y se pueden emplear 6 clases de energiacutea

a) Frotamiento Electricidad obtenida frotando dos materiales b) Presioacuten Electricidad obtenida producida aplicando presioacuten a un cristal (Ej cuarzo)

c) Calor Electricidad producida por calentamiento en materiales

d) Luz Electricidad producida por la luz que incide en materiales fotosensibles

e) Magnetismo Electricidad producida por el movimiento de un imaacuten y un conductor

f) Quiacutemica Electricidad producida por reaccioacuten quiacutemica de ciertos materiales

En la praacutectica solamente se utilizan dos de ellas la quiacutemica (pila) y el magnetismo (alternador) Las otras formas de producir electricidad se utilizan pero en casos especiacuteficos

Meacutetodos habituales de generar electricidad A) Dinamo y alternador Hay tres meacutetodos habituales para generar electricidad B) Pilas y bateriacuteas C) Central eleacutectrica (turbina-generador)

A) Dinamo (bicicleta) o alternador (automoacutevil)

Estas maacutequinas estaacuten compuestas por una parte moacutevil que gira llamada rotor y una fija o estaacutetica llamada estator El rotor se compone de unas bobinas de hilo de cobre que giran con el eje El estator es un imaacuten o electroimaacuten que estaacute fijo y que rodea al rotor

Al girar el eje de la maacutequina el imaacuten crea sobre estas bobinas un campo magneacutetico variable induciendo una

tensioacuten en los terminales de las bobinas Esta tensioacuten se saca fuera de la maacutequina por medio de unas escobillas o anillos rozantes

Tambieacuten puede encontrarse una construccioacuten inversa es decir el imaacuten en el eje o rotor y la bobina en el

estator Esta tensioacuten generada en la maacutequina puede ser continua o alterna seguacuten la construccioacuten o el montaje de los anillos rozantes

iquestQueacute es y coacutemo funciona una dinamo

Es un Generador eleacutectrico formado por una bobina de cable de cobre barnizado (iquestporqueacute barnizado) arrollada en un nuacutecleo de hierro dulce ( no de acero) que gira dentro de un campo magneacutetico producido por un imaacuten situado alrededor de ella y que cuando gira transforma la energiacutea cineacutetica que recibe en energiacutea eleacutectrica continua

Por ejemplo un dinamo es lo que vosotros llevaacuteis en las bicicletas y que cuando lo poneacuteis en contacto con la rueda cuando se estaacute moviendo y tiene energiacutea cineacutetica eacutesta hace girar el eje en torno al cual estaacute arrollado el bobinado de cobre formando un electroimaacuten que gira dentro del campo magneacutetico del imaacuten de la dinamo transformando asiacute la energiacutea cineacutetica de la rueda de la bicicleta en la energiacutea eleacutectrica necesaria para que las laacutemparas de vuestro boacutelido se enciendan

iquestQueacute es un alternador

Es un generador eleacutectrico parecido a la dinamo pero con mejores ventajas debido a que es maacutes robusta y duradera Produce corriente eleacutectrica alterna al cambiar la polaridad cada media vuelta por lo que hay que rectificarla para convertirla en CC si se quiere emplear para ciertas aplicaciones que lo requieran (Por ejemplo el alternador del coche aprovecha el movimiento rotatorio del motor para recargar la bateriacutea pero tiene que rectificarla antes de que vaya a la bateriacutea al ser eacutesta de CC) En las centrales hidroeleacutectricas se emplean tambieacuten gigantescos alternadores que generan corriente alterna trifaacutesica Actividad praacutectica Generar luz a partir de una dinamo (maletiacuten de electricidad-instituto)

B) Pilas o bateriacuteas

iquestCoacutemo funcionan las pilas

Una pila o bateriacutea es esencialmente una lata llena de productos quiacutemicos que producen electrones Las reacciones quiacutemicas son capaces de producir electrones y este fenoacutemeno es llamado reaccioacuten electroquiacutemica y la velocidad de la produccioacuten de electrones hecha por esta reaccioacuten controla cuaacutentos electrones pueden pasar por los terminales (en las pilas) o bornes (en las bateriacuteas)

Actividades praacutecticas Quiacutemica de pilas (VER ANEXO Praacutectica nordm 1 iquestCoacutemo construir una pila en casa)

Si desea aprender acerca de las reacciones electroquiacutemicas que utilizan las pilas o bateriacuteas seraacute faacutecil ejecutar experimentos en casa para probar diferentes combinaciones Para hacer estos experimentos con precisioacuten deberiacuteas tener un poliacutemetro Aseguacuterate de que el medidor pueda leer voltajes bajos (en el rango de 1 voltio) y corrientes bajas (en el rango de 5 a 10 miliamperios) Asiacute veraacute exactamente queacute es lo que hace tu pila

1ordf experiencia La primera pila fue creada por Alessandro Volta en 1800 Para crear su bateriacutea utilizoacute una pila alternando capas de cinc y plata empleando papel secante empapado en agua salada como aislante Asiacute maacutes o menos

Este artefacto fue conocido como pila voltaica Las capas superior e inferior de la pila deben de ser de diferentes metales como se muestra Si ata un cable de arriba a abajo de la pila puede medir un voltaje y una corriente La pila puede seguir agrandaacutendose tanto como quiera y cada capa incrementaraacute el voltaje por una cantidad determinada Puede crear su propia pila voltaica utilizando monedas y toallas de papel Mezcle sal con agua (toda la sal posible que el agua pueda soportar) y empape el papel en esta mezcla Entonces cree una pila alternando entre diferentes metales Observe cuaacutento voltaje y corriente produce la pila Trate con diferentes nuacutemeros de capas y observe queacute efectos tiene en el voltaje Entonces vaya alternando entre monedas distintas y vea queacute pasa Otras combinaciones incluyen al acero y al aluminio Cada combinacioacuten metaacutelica produce un voltaje levemente diferente

2ordf experiencia Otro experimento simple que puede tratar es utilizar un vaso de cristal un aacutecido diluido cables de cobre pelados y clavos de acero Llene el vaso con jugo de limoacuten o vinagre (diluya los aacutecidos con agua) y coloque un clavo y un pedazo de cable de cobre en el vaso de manera que no se toquen Utiliza clavo galvanizado o de hierro Entonces compruebe el voltaje y corriente conectando un poliacutemetro a las 2 piezas de metal Cambie el jugo de limoacuten por agua salada y utiliza diferentes clavos y metales para ver el efecto Puedes encender levemente un diodo luminoso o un reloj de pulsera

iquestQueacute es una bateriacutea

Es un Generador eleacutectrico que funciona como la pila y que estaacute formado por varias pilas unidas en serie polo positivo con polo negativo consiguiendo asiacute un voltaje mayor en el circuito

Las bateriacuteas modernas utilizan una variedad de quiacutemicos para realizar sus reacciones La quiacutemica de las bateriacuteas comunes incluye

bull Bateriacuteas de Cinc tambieacuten conocidas como bateriacuteas estaacutendar de carboacuten La quiacutemica de cinc-carboacuten es utilizada en cualquier bateriacutea AA o afiacuten Los electrodos son de cinc y carboacuten con una unioacuten aacutecida entre ellas como electrolito

bull Bateriacuteas alcalinas Los electrodos son de cinc y oacutexido de manganeso con un electrolito alcalino bull Bateriacutea de niacutequel-cadmio Utiliza el hidroacutexido de niacutequel y electrodos de cadmio con hidroacutexido de

potasio como electrolito Es recargable bull Hidruro de niacutequel-metal Recargable Reemplazoacute raacutepido al niacutequel-cadmio porque no sufre de los

problemas del efecto memoria que tiene la anterior iquestSabes queacute es el efecto memoria bull Ion-litio Recargable Muy buen rendimiento se utiliza en los uacuteltimos PCs portaacutetiles y teleacutefonos

moacuteviles bull Plata-cinc Utilizada en aplicaciones aeronaacuteuticas porque el rendimiento es bueno

Normalmente las bateriacuteas se agrupan en serie para obtener altos voltajes o en paralelo para altas corrientes El siguiente diagrama muestra esos arreglos

El montaje de arriba es llamado en Paralelo Si cada celda produce 15 voltios entonces 4 bateriacuteas en paralelo tambieacuten produciraacuten 15 voltios pero la Intensidad de la corriente seraacute cuatro veces mayor El montaje de abajo es llamado en Serie Los cuatro voltajes se suman para producir 6 voltios y la intensidad de la corriente seraacute la misma que el de una sola pila

iquestAlguna vez has mirado una bateriacutea de 9 voltios por dentro Contiene 6 bateriacuteas muy pequentildeas que producen 15 voltios en un montaje en serie Sabiacuteas quehellip los fabricantes de aparatos eleacutectricos recomiendan para sus aparatos no mezclar las pilas nuevas con las viejas iquestPor queacute porque la corriente que nos dariacutea seriacutea la de la maacutes gastada pudiendo estropear alguacuten componente al no funcionar correctamente Partes de una pila dos electrodos + y - y un liacutequido conductor llamado electrolito

funcionamiento y ldquopotenciardquo algunos aparatos esquema mulfilar y unifilar pag 42 guadiel 3ordm MC GRAWW HILL CELESTE Circuitos ejemplos reales Everest 4ordm Pag 186 Proceso general de acometida y otros Everest 4ordm pag 170 Bruntildeo pag 86 a 159 (de todo hasta conexiones fluorescentes) Anaya pag 128 rele circuito vivienda pag 144 normas segy primeros auxilios

C) Centrales eleacutectricas turbinas y generadores

La electricidad que consumimos es transportada por una red de cables que se produce baacutesicamente al transformar la energiacutea cineacutetica en energiacutea eleacutectrica Para ello utilizan turbinas y generadores Las turbinas son enormes ruedas con alabes y engranajes que rotan sobre siacute mismos una y otra vez impulsados por una energiacutea externa Los generadores son aparatos que transforman la energiacutea cineacutetica -de movimiento- de una turbina en energiacutea eleacutectrica (parecido a un alternador muy grande)

Existen dos tipos principales de centrales generadoras de electricidad hidroeleacutectricas y termoeleacutectricas (teacutermicas a vapor teacutermicas a gas y de ciclo combinado) - Centrales hidroeleacutectricas utilizan la fuerza y velocidad del agua para hacer girar las turbinas Las hay de dos tipos de pasada (que aprovechan la energiacutea cineacutetica natural del agua de los riacuteos) y de embalse (el agua se acumula mediante presas y luego se libera con mayor presioacuten hacia la central eleacutectrica) - Centrales termoeleacutectricas usan el calor para

Centrales teacutermicas a vapor En este caso se utiliza

Centrales teacutermicas a gas En vez de agua estas

Centrales de ciclo combinado Utilizan dos turbinas una a gas y otra a vapor El gas calentado moviliza a

producir electricidad Calientan una sustancia que puede ser agua o gas los cuales al calentarse salen a presioacuten y mueven turbinas y entonces el movimiento se transforma Como ya hemos visto para alimentar una central termoeleacutectrica se pueden usar muchas fuentes energeacuteticas carboacuten petroacuteleo gas natural energiacutea solar geoteacutermica o nuclear biomasa Estas son las utilizadas principalmente 1agua en un ciclo cerrado (siempre es la misma agua) El agua se calienta en grandes calderas usando como combustible el carboacuten gas biomasa etc La turbina se mueve debido a la presioacuten del vapor de agua y su energiacutea cineacutetica es transformada en electricidad por un generador 2centrales utilizan gas el cual se calienta utilizando diversos combustibles (gas petroacuteleo o diesel) El resultado de esta combustioacuten es que gases a altas temperaturas movilizan a la turbina y su energiacutea cineacutetica es transformada en electricida

d (Hay una en Huelva y utiliza gas natural)

3una turbina y luego calienta agua la que se transforma en vapor y moviliza a su vez a una segunda turbina N - Hay muchos tipos de centrales eleacutectricas que no se han nombrado y que se emplean en la actualidad Ej

ntral eoacutelica con aerogeneradores (los alabes de los aerogeneradores actuacutean de turbina)

Central solar con paneles solares y fotovoltaicos (los paneles solares soacutelo calientan agua u otro liacutequido y los

Central nuclear (que a partir de la fisioacuten (ldquoroturardquo) de un aacutetomo de isoacutetopo de Uranio u otro crea energiacutea en

- Ce - fotovoltaicos recogen la radiacioacuten del sol en forma de fotones creando una diferencia de potencial en placas de Silicio u otras acumulando la electricidad generada en bateriacuteas) - forma de calor y ldquoradiacionesrdquo que calientan agua hasta la evaporacioacuten para asiacute mover los alabes de las turbinas y ese movimiento lo aprovecha el generador para generar la electricidad) - Otras Mareomotriz Biomasa Geoteacutermica Sabiacuteas quehellip se estaacute experimentando con un tipo de energiacutea nuclear llamada fusioacuten que consiste en la unioacuten de dos nuacutecleos de aacutetomos en la cual se libera mucha mucha maacutes energiacutea que en la fisioacuten Pero hay un problema y es que no hay un material que pueda retener esa energiacutea solo se ha podido retener con un estado de materia llamado plasma conjuntamente con campos electromagneacuteticos El diacutea que se pueda utilizar esta energiacutea nos bastaraacute un poquito para que nos funcione el coche durante siglos y sigloshellip iexclsi nos dura el coche

Sabiacuteas quehellip que la electricidad se transporta a una tensioacuten muy alta y una intensidad muy baja porque asiacute se calientan menos los cables y por tanto hay menos peacuterdidas de energiacutea en su recorrido

33-- CCOOMMPPOONNEENNTTEESS GGEENNEERRAALLEESS DDEE LLOOSS CCIIRRCCUUIITTOOSS EELLEacuteEacuteCCTTRRIICCOOSS-- CCOOMMPPOONNEENNTTEESS GGEENNEERRAALLEESS DDEE LLOOSS CCIIRRCCUUIITTOOSS EELLEacuteEacuteCCTTRRIICCOOSS3 Para la realizacioacuten de circuitos eleacutectricos se disponen de una gran variedad de elementos o

consumo tipo de

componentes que se diferencian por sus caracteriacutesticas (tensioacuten de funcionamiento potencia corriente etc) y su FUNCIOacuteN en un circuito (GENERADOR CONDUCTOR CONTROL Y RECEPTOR)

Todo circuito eleacutectrico o electroacutenico puede ser comparado con un circuito hidraacuteulico o neumaacutetico de hecho la mayoriacutea de sus caracteriacutesticas y logiacutestica son muy parecidas SIMBOLOGIacuteA ELEacuteCTRICA BAacuteSICA (Una simbologiacutea maacutes extensa la encontraraacutes en el Anexo III) (Actividad Dibuja el esquema eleacutectrico baacutesico del aula fuente punto de luz interruptoreshellip unifilar y multif)

Sabiacuteas quehellip en los equipos de sonido se le aumenta la calidad utilizando cables de cobre libres de oxiacutegeno porque asiacute transmiten mejor y sin interferencias la electricidad Pero evidentemente son maacutes caros

31- GENERADOR ELEacuteCTRICO Aparato que genera corriente eleacutectrica cuando se unen sus polos iquestCuaacutentos tipos hay Hay varios dispositivos seguacuten el tipo de corriente

- Generadores de CC pilas bateriacuteas dinamos fuente de alimentacioacuten

- Generadores de CA alternadores tomas de corriente de la red eleacutectrica (bases de enchufe)

32- CONDUCTOR ELEacuteCTRICO Y ELEMENTOS DE CONEXIOacuteN Elementos que transportan la corriente

Cuaacutentos tipos de conductores hay Seguacuten la tensioacuten que transporten iquest - Conductores de alta tensioacuten Son cables de aluminio (porque se reduce peso al haber grandes distancias) - Conductores de baja tensioacuten Son cables de cobre con un aislante exterior de plaacutestico (viviendas) Los cables de las viviendas modernas llevan tres cables de cobre diferenciados en su color

- Marroacuten negro o gris Fase (Con tensioacuten Es de donde viene la electricidad) - Azul Neutro (Sin tensioacuten Es por donde vuelve parte de la electricidad una vez hecho el consumo) - Amarillo y verde (a rayas) Tierra (Sin tensioacuten Es un cable de proteccioacuten que actuariacutea

de neutro)

ldquoLa electricidad no es tontardquo eso significa que cuando la corriente circula encontrando dos caminos por

donde ir y en uno de ellos hay mas resistencia que en el otro la corriente circularaacute por donde haya menos resistencia Por tanto como nuestro cuerpo tiene maacutes resistencia que la Tierrahellip iexclya sabes

Hay una foacutermula que c s cables (ver Apdo 5)

iquestQueacute grosor deben tener los cables Las secciones de los cables a utilizar deberaacuten ser adecuadas desde el punto de vista de seguridad para evitar calentamientos o caiacutedas de tensioacuten excesivas Las secciones miacutenimas de los cables a utilizar seraacute (de todas formas a maacutes seccioacuten mejor circulacioacuten)

o Alumbrado 1rsquo5 mm2 o Fuerza o Tomas de corriente en viviendas 2rsquo5 mm2 o Electrodomeacutesticos de cocina 4 mm2

Vitro Calefaccioacuten eleacutectrica y aire acondicionado 6 mm2

rela iona las magnitudes necesarias y calcula la seccioacuten de lo

Sabiacuteas quehellip los me s s de sus capas externas tale son buenos conductores de la electricidad porque los electroneestaacuten pocos sujetos y se pueden mover es decir tienen electrones libres En cambio la madera y el plaacutestico no

son buenos conductores al no tener electrones libres y actuacutean como aislantes de la electricidad

33- CONTROL ELEacuteCTRICO Son elementos de proteccioacuten y maniobra que se ocupan del cierre y apertura de circuitos Una maniobra ldquoenciende la luzrdquo una proteccioacuten de circuitos o personas ldquosaltoacute el automaacuteticordquo

331- CONTROL DE MANIOBRA O DE MANDO

- Interruptor Operador eleacutectrico que sirve para abrir (apagar) o cerrar (encender) un circuito eleacutectrico Es decir como su nombre indica (interruptor) sirve para interrumpir en paso de corriente eleacutectrica por un circuito - Pulsador Operador eleacutectrico que sirve para conectar el circuito (encender) mientras se pulsa

- Conmutador Operador eleacutectrico similar al interruptor pero que al abrir conecta con un contacto y al cerrar conecta con otro contacto Puede poseer varios contactos utilizaacutendose para ello el Releacute (ver Anexo II) En comparacioacuten con un circuito hidraacuteulico un conmutador seriacutea como el mando de la bantildeera grifo - ducha

ransformador

Hay diferentes tipos de conmutadores pero en viviendas los maacutes comunes son los conmutadores bipolay conmutadores de cruce (Ver apartado 62 circuitos de conmutacioacuten)

-T Elemento de control del voltaje Consiste en dos bobinas enrolladas sobre un nuacutecleo de hierro de forma cuadrada Para elevar el voltaje la bobina de entrada o primaria lleva menos espiras que la bobina de salida o secundaria y viceversa para reducir el voltaje (Ej de 220 v a 3 v en el caso de los moacuteviles)

nnFoacutermula == ( n = nordm de espiras o vueltas V = voltaje I = intensidad) (Relacioacuten ley Ohm)

Sabiacuteas quehellip hay ciertos cristales piezoeleacutectricos como el cuarzo que cuando se presionan generan electricidad o cuando se le aplica una corriente eleacutectrica vibran a una frecuencia determinada que sirve paracontrolar las manecillas de un reloj Y que un cristal liacutequido (LCD) como el de las calculadoras puede fluir libremente pero al crear un campo eleacutectrico (mediante el teclado) altera y bloquea el paso de la luz dibujando nuacutemeros y letras

33 - CONTROL DE PROTECCIOacuteN2 La energiacutea eleacutectrica tiene dos riesgos fundamentales

- Para evitar consumos excesivos Limitador de potencia (ICP) erencial y puesta a tierra

ncendio por calentamiento de conductores o receptores debido a consumo excesivo o cortocircuito

b) Electrocucioacuten o descarga eleacutectrica en personas por un contacto indirecto o derivacioacuten

Para evitar estos riesgos se han dispuesto esta serie de dispositivos

- Para evitar cortocircuitos se emplea Fusibles y Magnetoteacutermicos (PIA)

- Para evitar las descargas eleacutectricas o electrocucioacuten se emplea Dif

ales de Los vemos a continuacioacuten con detalle pero sus aplicaciones se veraacuten el Apdo 6 Circuitos habituviviendas

- Fusible Ode que lo ha

perador eleacutectrico que cuando sube en exceso la intensidad de un circuito se calienta y se funde antes ga el circuito cortando asiacute el flujo de corriente que circula por eacutel y protegiendo la instalacioacuten de un

posible incendio como ocurre en una subida de tensioacuten en el circuito o de un cortocircuito provocado en eacutel

Actualmente los fusibles no se utilizan en las viviendas solamente alg no en la acometida general En

s coches se siguen utilizando para proteger los circuitos de los cortos para qu no se quemen (Imagina que se uema e

q l aparato de muacutesica de 500 Euros por poner un fusible equivocado de maacutes intensidad o puentearlo) - Magnetoteacutermicos Interruptores Automaacuteticos Magneto-Teacutermicos (PIA) (Pequentildeo Interruptor Automaacutetico)

Externamente son interruptores con los que el usuario uede cortar el suministro de corriente a zonas por separado p

doblan abriendo el circuito func

edificio (cocina saloacuten habitacioacutenhellip) pero cuentan con la propiedad de desconectarse automaacuteticamente si la corriente que los atraviesa es mayor al liacutemite para el que estaacuten fabricado no siendo necesario sustituirlos cada vez que se disparan automaacuteticamente

Teacutermico Utiliza una laacutemina bimetaacutelica que a

determinada I se calientan y se ionando a voltaje algo alto pero de larga duracioacuten Magneacutetico utiliza un electroimaacuten detectando voltajes

muy evados o un cortocircuito el Sabiacuteas quehellip el termostato controla la temperatura de algunos aparatos utilizando una laacutemina bimetaacutelica de hierro y latoacuten Estos metales tienen dilataciones diferentes por lo que la laacutemina se dobla a medida que se calienta y a una temperatura requerida la laacutemina abre un circuito eleacutectrico y desconecta la fuente de calor

Limitador de potencia Interruptor limitador (ICP) Es un Interruptor Automaacutetico instalado por la compantildeiacutea - suministradora que limita el paso de corriente al maacuteximo contratado cortando automaacuteticamente si se supera

cada caso

este maacuteximo Tipos de contratacioacuten de potencia seguacuten necesidades

Miacutenima 3000 vatios

Media 5000 vatios

Maacutexima 8000 vatio

Especial a determinar

- Diferenciales Interruptores Diferenciales (ID) Para evitar descargas eleacutectricas sobre personas

Automaacuteticos permitiendo cortar manualmente el suministro Se

e maacutexima admisible Liacutemite de corriente que puede atravesar el Interruptor Diferencial

ia entre la corriente que entra en el circuito y la que sale Su

sensibilidad 30 mA Media sensibilidad 300 mA

Ejemplo

Externamente son muy parecidos a los Interruptores

distinguen por un pulsador de prueba que se utiliza para comprobar su correcto funcionamiento Estos interruptores se desconectan automaacuteticamente cuando detectan una salida indeseada de energiacutea eleacutectrica fuera del circuito que protegen Por ejemplo si se produce un fallo en la funda aislante del cable por contacto con una persona puede producirse una derivacioacuten a tierra (potencial cero) El diferencial se activa al detectar la salida indeseada de energiacutea eleacutectrica cortando inmediatamente el suministro de energiacutea y evitando desagradables consecuencias Las caracteriacutesticas que lo definen son

Corrient

Sensibilidad Liacutemite de la diferenc

eleccioacuten dependeraacute de la instalacioacuten a proteger distinguiendo tres valores

Baja sensibilidad 500 mA

Esquema el icdetecta un contacto indirecto el electroimaacuten desconecta el

ndash Ie lt 30 mA cuando funciona perfectamente sin haber falsos contactos o derivaciones a tierra

n contacto indirecto se consumiraacute maacutes corriente que el microondas

eacutectr o de un diferencial Cuando se

circuito (Observa su siacutembolo en ambas imaacutegenes)

Si Id es la corriente que deriva a tierra por u

en perfecto estado por lo que Is ndash (Ie + Id)gt 30mA y entonces salta el diferencial desconectando el circuito

34- RECEPTORES ELEacuteCTRICOS Son los elementos o dispositivos que reciben y consumen la electricidad

- Laacutempara o bombilla Operador eleacutectrico que se conecta a un circuito por el que circula corriente eleacutectrica y transforma la energiacutea eleacutectrica que recibe en energiacutea luminosa (y en energiacutea caloriacutefica) Tipos de laacutemparas a) Bombilla de filamento Las de siempre gas maacutes filamento que se vuelve incandescente e ilumina(100 w) b) Tubo fluorescente Vapor mercurio baja presioacuten se ioniza por medio de sustancia emite luz de color(40 w) c) Haloacutegenas Tubo de cuarzo con vapor de gas con yodo maacutes filamento Da mayor luminosidad (100 w) d) De bajo consumo parecidas a los tubos fluorescentes(15 w) e) Otros Farolas (Vapor de sodio dan luz anaranjada) Xenoacuten (gas Xenoacuten alta presioacuten + Kriptoacuten con

filamento muy apretado alcanza tordf elevadas y maacutes luz + tinte dan luz muy blanca Luz coches modernos) - Motor Operador eleacutectrico que se conecta a un circuito por el que circula corriente eleacutectrica y transforma la energiacutea eleacutectrica que recibe en energiacutea cineacutetica al girar Hay motores de CC (suelen ser de pequentildeo voltaje) y motores de CA (de 220 v monofaacutesico (lavadora) y de 380 v (motores industriales)) - Otros Timbre zumbadores circuitos electroacutenicos (Ej alarma) resistencias (Ej cocina eleacutectrica altavoz) etc Sabiacuteas quehellip las bombillas de filamento en forma de heacutelice (de Tungsteno o Wolframio) llevan un gas inerte en su interior como (N) Nitroacutegeno yo (Ar) Argoacuten ya que si llevara oxigeno se quemariacutea Y los tubos fluorescentes llevan tambieacuten un gas inerte a baja presioacuten con una gota de mercurio que se ioniza y emite luz ultravioleta que a traveacutes de una capa fluorescente (Aluminatos de Mg o Cs) en forma de polvo que envuelve el tubo le dan color Tened cuidado con los tubos fluorescentes si se rompen porque son toacutexicos Sabiacuteas quehellip para saber la luminosidad que necesita un lugar se calcula en lux Un lux es la luz que ofrece una candela (brillo que da una vela) a 1 m2 a 1 m de distancia Algunos niveles recomendados Pasillos (100 lux) Oficinas (500 lux) sala de operaciones (30000 lux) Sabiacuteas quehellip que la luz calor y color van relacionados a medida que los aacutetomos de un objeto se calientan Los aacutetomos al calentarse emiten longitudes de ondas de radiacioacuten electromagneacutetica cada vez maacutes cortas empezando por el infrarrojo y algo de rojo luego naranja seguido del amarillo y por uacuteltimo todo el espectro de radiaciones el blanco con tordf alrededor de 4000 ordm C (Las laacutemparas normales alcanzan 3000 ordmC laacutemparas Xenoacuten 4000 ordmC) Sabiacuteas quehellip la luz es una forma de energiacutea y se obtienen de dos formas incandescencia (emisioacuten de luz por objetos con calor Ej bombilla de filamento) o luminiscencia (emisioacuten de luz sin calor Ej Fosforescencia ndash pinturas que brillan en la oscuridad Fluorescencia ndash tintes absorben luz ultravioleta y luego emite luz visible como los zapatos deportes que reflejan la luz En esto se basa los tubos fluorescentes) Sabiacuteas que LASER son las siglas de amplificacioacuten de la luz por emisioacuten estimulada de radiacioacuten ATENCIOacuteN Una cosa que debeacuteis recordar es que todas las laacutemparas o motores etc no valen para conectarlos en cualquier circuito Unos necesitan maacutes intensidad y hay que colocarlos a maacutes voltaje y otros necesitan menos intensidad y hay que colocarlos a menos voltaje Nunca hagaacuteis nada con la electricidad de lo que no esteacuteis seguro es maacutes faacutecil y trae menos problemas preguntar a alguien que entienda

44--ASOCIACIONES DE ELEMENTOSASOCIACIONES DE ELEMENTOS 41- ASOCIACIOacuteN DE RESISTENCIAS (Nota- Todos los elementos receptores consumen energiacutea debido a la resistencia que oponen al paso de la electricidad por eso denominamos resistencia en general a cualquier dispositivo que consuma) SERIE (Caracteriacutesticas Vtotal es la suma de cada Velemento La I igual y Rt = R1+hellip+Rn)

- iquestQueacute pasariacutea si se fundiese una resistencia o receptor (es decir circuito abierto) PARALELO (Caracteriacutesticas V igual en todas la I se divide por ramas y 1RT = (1R1) + (1R2))

- iquestQueacute pasariacutea si se fundiese una resistencia o receptor (es decir circuito abierto) iquestPor queacute los circuitos de las viviendas se conectan en paralelo iquestY por queacute en serie soacutelo los elementos de proteccioacuten como fusibles Magnetoteacutermicos y diferenciales

MIXTO (Caracteriacutesticas Son las de los circuitos serie y paralelo juntos seguacuten el montaje)

Este tipo de montaje se suele dar sobre todo en electroacutenica ya que combina muchos elementos que dependen unos de otros sucediendo que si falla uno que esta en serie fallaraacute todo el circuito 42- ASOCIACIOacuteN DE GENERADORES

ibuja con siacutembolos el montaje paralelo

El montaje de arriba es llamado en Paralelo Si cada celda produce 15 voltios entonces 4 bateriacuteas en paralelo tambieacuten produciraacuten 15 voltios pero la Intensidad de la corriente que podraacute generar seraacute cuatro veces mayor D

El montaje de abajo es llamado en Serie

ibuja con siacutembolos eleacutectricos el montaje

Los cuatro voltajes se suman para producir 6 voltios y la intensidad de la corriente seraacute la misma que el de una sola pila Dserie

Actividad praacutectica monta un circuito serie y otro paralelo como se indica en la figura de arriba pero solamente con dos pilas y comprueba con el poliacutemetro en los dos casos el voltaje (se mide en paralelo = altura) y la intensidad (se mide en serie = la corriente)

ANAacuteLISIS DE INTENSIDADES Y VOLTAJES EN LOS CIRCUITOS SERIE PARALELO Y MIXTOS Realiza los caacutelculos de las asociaciones de resistencias en serie paralelo y mixto siguientes

R1= 1Ω R2 = 2Ω R3 = 3Ω

R4 = 4Ω R5 = 5Ω

CAacuteLCULOS DE ASOCIACIONES DE RESISTENCIAS EN CIRCUITOS SERIE - PARALELO

55-- LLEEYYEESS YY FFOacuteOacuteRRMMUULLAASS FFUUNNDDAAMMEENNTTAALLEESS DDEE LLOOSS CCIIRRCCUUIITTOOSS EELLEacuteEacuteCCTTRRIICCOOSS

1- MAGNITUDES ELEacuteCTRICAS 5 (Magnitud es cualquier propiedad de un cuerpo que se pueda medir)

Resistencia eleacutectrica (depende de las propiedades eleacutectricas del material la longitud y la seccioacuten)

Es la dificultad que pone cualquier

conductor para que pase a traveacutes de eacutel la corriente eleacutectrica Unos cuerpos le ponen las cosas muy difiacuteciles a la corriente eleacutectrica y se dice que ofrecen mucha resistencia otros se lo ponen muy faacutecil y se dice que ofrecen o tienen poca resistencia Todos los conductores eleacutectricos ofrecen resistencia unos maacutes y otros menos laacutempara motor cable etc

Los circuitos sobre todo si son de aluminio o cobre no conviene unir los polos de un generador directamente con un cable sin laacutemparas ni motores u sin otra resistencia entre ellos ya que como habriacutea muy poca resistencia aumentariacutea la intensidad de corriente calentaacutendose el circuito y provocando la fusioacuten del fusible o en un caso peor el incendio del mismo Se produciriacutea lo que se llama un cortocircuito

R = ρ LS (R = resistencia ρ = resistividad caracteriacutestica del material L = longitud S = seccioacuten)

oacutermula que calcula las secciones de cables F Aunque en la praacutectica vienen normalizados en tablas o se

calculan

roblemas

teniendo en cuenta maacutes factores y normas como REBT (Reglamento Electroteacutecnico de Baja Tensioacuten elcual hay que estudiar para sacarse el carneacute de electricista) P

) Calcular la resistencia que ofrece un filamento de una bombilla sabiendo que su resistividad es de 001 su

) Calcular la seccioacuten que debe tener un cable de cobre para conducir electricidad para un motor eleacutectrico debe

1longitud de 50 cm y una seccioacuten de 1 mm2 2sabiendo que la resistividad del cobre es de ρ = 005 la longitud del cable 5 m y la resistencia maacutexima queoponer el cable para que funcione correctamente el motor debe ser 50 Ohmios

Voltaje

Fuerza electromotriz medida en voltios Es la fuerza q

omparado con el circuito hidraacuteulico seriacutea la

diferenc a

Intensidad eleacutectrica

de carga eleacutectrica que pasa por un punto del circuito

ue hace que los generadores eleacutectricos puedan producir corriente eleacutectrica en un circuito eleacutectrico cerrado y mantener una diferencia de potencial entrpolos (positivo y negativo) cuando el circuito estaacute abierto

Cia de nivel en altura contra maacutes altura maacutes fuerz

tiene el agua en su caiacuteda En un circuito eleacutectrico contra maacutes voltaje o diferencia de potencial (atraccioacuten de las cargas) maacutes fuerza puede desarrollarse

Es la cantidad en un segundo (Cantidad de ectricidad que circula por un circuito) Se mide en Amperiosel con el Amperiacutemetro y 1 amperio corresponde al

paso de

unos 6250 middot 1015 electrones es decir 6250000000000000000 electrones por segundo por una seccioacuten determinada del circuito

52- LEY DE OHM

La ley de Ohm llamada asiacute en honor al fiacutesico alemaacuten Georg Simon Ohm que la descubrioacute en 1827 permite relacionar la intensidad con la fuerza electromotriz y la resistencia Se expresa mediante la ecuacioacuten

(Despejando obtenemos I = V R y tambieacuten R = V I)

El Voltaje en voltios de un circuito es el resultado de multiplicar la intensidad en amperios por su resistencia en Ohmios (Sabiendo dos magnitudes de un circuito podemos calcular otra tercera) Realiza la actividad praacutectica siguiente (y la actividad praacutectica nordm 2 que se encuentra en el ANEXO I) A) Monta el circuito de las figuras un circuito serie y otro paralelo

V = I middot R

- Materiales del circuito Serie Pila 45v 2 portabombillas y bombillas de 45 v cable e interruptor

ada elemento y en su conjunto Apunta los datos en la siguiente tabla

R1 R2 V de R1 V de R2 V entre A-B I de R1 I de R2 I en C I en D

- Materiales del circuito Paralelo Pila 45v 2 portabombillas y bombillas de 45 v cable e interruptor

a) Comprueba con el poliacutemetro las tres magnitudes V R e I en c

C Serie C Paralelo

b) Con los datos obtenidos de la tabla contesta a las siguientes preguntas

b1) iquestQueacute circuito ilumina maacutes iquestPor queacute (Tensioacuten)

b2) iquestQueacute pila se gastaraacute antes iquestPor queacute (Potencia Consumo =gt Rtotal Itotal Vtotal) b3) iquestCoacutemo podriacutea iluminar el circuito serie igual que el paralelo (Alimentacioacuten - Tensioacuten) b4) Comprueba si se cumple la ley de Ohm en los dos circuitos con los datos de la tabla

53- POTENCIA Y ENERGIacuteA

En iento Ya se Fiacutesica se define la fuerza como cualquier causa capaz de producir o modificar un movimha visto que para producir el movimiento de los electrones se necesita una fuerza que llamamos fuerza electromotriz La energiacutea se define como el producto de la fuerza aplicada sobre un cuerpo y el espacio qu e hace recorrer en el movimiento provocado e l

Energiacutea = Fuerza x Espacio

La potencia se define como energiacutea por unidad de tiempo

Energiacutea = Potencia Tiempo

La potencia eleacutectrica es tambieacuten el producto de la tensioacuten y la intensidad del circuito

Potencia = Tensioacuten x Intensidad

(Con la ley de Ohm se obtienen otras variantes de la potencia eleacutectrica P = VmiddotI P = I2middotR P = V2R)

La potencia eleacutectrica se mide en ldquocadardquo hora (wh) aunque se watios (w) y la energiacutea en watios poremplea el Kilowatio (Kw) y el Kilowatio por hora (Kwh)

Problemas 1) Calcular en los siguientes aparatos a) La potencia en una bombilla con una resistencia de 806 Ohmios y tensioacuten de 220 v b) La Intensidad que circula por una estufa eleacutectrica a 0 v y una potencia de 2000 w 2) Calcular el consumo en un mes de 30 diacuteas de una casa con 10 bombillas de 60 w 1 frigoriacutefico de 200 w una lavadora de 2500 w una plancha de 800 w un horno de 2000 w y una TV de 200 w Sabiendo que las luces se enciende 2 horas diarias aproximadamente de media que el frigoriacutefico y TV funciona una media de 5 h diarias y lavadora plancha y horno funciona una media de 1 hora cada 3 dias Calcula tambieacuten cuaacutento pagaraacute si el precio del kw-h es de 14 ptas Aparte dile a tu madre lo que le costariacutea tener una estufa de 2000 w 4 horas diarias encendida

54- CAacuteLCULO DE SECCIONES DE CABLES

iquestQueacute grosor deben tener los cables Las secciones os o caiacutedas de tensioacuten excesivas Las secciones seccioacuten mejor circulacioacuten)

Tomas de corriente en viviendas 2rsquo5 mm2 m2

e acondicionado 6 mm2

iacutenima para viviendas Para instalaciones rtinentes

de los cables a utilizar deberaacuten ser adecuadas desde el punto de vista de seguridad para evitar calentamientmiacutenimas de los cables a utilizar seraacute (de todas formas a maacutes

o Alumbrado 1rsquo5 mm2 o Fuerza oo Electrodomeacutesticos de cocina 4 mo Vitro Calefaccioacuten eleacutectrica y air

Seguacuten el REBT estas seraacuten las secciones de cables mespeciales se calculan en funcioacuten de la normativa y caacutelculos pe

Foacutermula que calcula las secciones de cables Aun

se calculan teniendo en cuenta maacutes factores y normas como Rel cual hay que estudiar para sacarse el carneacute de electricista)

que en la praacutectica vienen normalizados en tablas o EBT (Reglamento Electroteacutecnico de Baja Tensioacuten

cteriacutestica del material L = longitud S = seccioacuten) 2 ρ = middot mm2 m)

(R = resistencia ρ = resistividad cara (Unidades R =gt Ω L =gt m S =gt mm

Problemas 1) Calcular la resistencia que ofrece un fil

amento de tungsteno de una bombilla sabiendo que su resistividad es de 008 Ω middot mm2 mm seccioacuten de 001 mm2 Y sabiendo que funciona a 220 v que intensidad maacutexima puede 2) Calcular la seccioacuten motor eleacutectrico sabiendo ρ Ω 2 cia

su longitud de 10 cm y unacircular por el filamento sin que se funda

que debe tener un cable de cobre para conducir electricidad para un que la resistividad del cobre es de = 001 middot mm mm la longitud del cable 5 m y la resisten

maacutexima que debe oponer el cable es para que funcione a 220 v y una I de 20 A

3) Calcular que seccioacuten debe llevar un cable de alumbrado de una caseta si se van a instalar 10 bombillas con una ρ = 008 Ω middot mm2 mm de 220 v y 60 w de potencia todas en paralelo (pero se calcularaacute la mayor seccioacuten de todas) El cable tendraacute una longitud de 50 m

R = ρ LS

55- LEYES DE KIRCHHOFF

Para el caacutelculo de magnitudes V R e I en circuitos complejos se emplean las leyes de Kirchhoff

ta- Todas estaacutes foacutermulas son fundamentales y la base de los caacutelculos eleacutectricos y electroacutenicos)

La suma de todas las intensidades que llegan y salen de un nudo debe de ser cero (Comparando seriacutea Si de una tuberiacutea sale 10 l y se bifurca en dos de 3 l y 7 l resulta que 10-7-3=0)

La tensioacuten de alimentacioacuten de una malla debe de ser igual a la suma de tensiones de cada elemento de la malla (Es la ley de Ohm (V=ImiddotR) pero aplicada)

Estas dos foacutermulas nos permiten obtener ecuaciones o sistema de ecuaciones con incoacutegnitas entre siacute y poder allar valores desconocidos de intensidades tensiones o resistencias

(No Σ I = 0

Σ V =Σ ImiddotR

Problemas de kirchhoff de 2 mallas y de 3 mallas

66-- CCIIRRCCUUIITTOOSS TTIacuteIacutePPIICCOOSS DDEE VVIIVVIIEENNDDAASS 61- GRADOS ELECTRIFICACIOacuteN DE LA VIVIENDA MIacuteNIMA MEDIA MAacuteXIMA Y ESPECIAL

o Electrificacioacuten miacutenima Permite la utilizacioacuten de alumbrado lavadora sin calentador eleacutectrico incorporado nevera plancha y pequentildeos aparatos electrodomeacutesticos Previsioacuten de demanda maacutexima total 3000 watios

o Electrificacioacuten media Permite la utilizacioacuten de alumbrado cocina eleacutectrica cualquier tipo de lavadora calentador eleacutectrico de agua nevera y otros aparatos electrodomeacutesticos Previsioacuten de demanda maacutexima total 5000 watios

o Electrificacioacuten elevada Permite la utilizacioacuten de alumbrado cocina eleacutectrica cualquier tipo de lavadora calentador eleacutectrico de agua nevera calefaccioacuten eleacutectrica aire acondicionado y otros aparatos electrodomeacutesticos Previsioacuten de demanda maacutexima total 8000 watios

o Electrificacioacuten especial Es la que corresponde a aquellas viviendas dotadas de aparatos electrodomeacutesticos en gran nuacutemero o de potencias unitarias elevadas o de un sistema de calefaccioacuten eleacutectrica y de acondicionamiento de aire de gran consumo Previsioacuten de demanda maacutexima total A determinar en cada caso

62- iquestCOacuteMO SE REALIZAN LAS INSTALACIONES ELEacuteCTRICAS EN VIVIENDAS

El orden de instalacioacuten en una vivienda seraacute

1 Acometida 2 Fusible 3 Contador 4 Interruptor Limitador (ICP) 5 Interruptor General Automaacutetico (IGA) e Interruptor Diferencial (ID) 6 Interruptores Automaacuteticos (PIA) con salida a cada uno de los circuitos de la instalacioacuten 7 Circuitos de Alumbrado Cocina Usos generales etc

Actividad Copia el sistema de proteccioacuten de tu casa apuntando las caracteriacutesticas de los elementos Y despueacutes

jaacutendote en el circuito de la paacutegina siguiente realiza el esquema eleacutectrico de tu vivienda fi

La instalacioacute eLa siguiente a

n d los elementos de proteccioacuten (automaacutetico) seraacute como se indica en las imaacutegenes siguientes im gen representa un esquema eleacutectrico unificar de una vivienda con todo los elementos

Otra manera de representar los planos eleacutectricos son los esquemas multifilares como en la imagen siguiente

En la siguiente imagen aparece como instalar varias tomas de enchufes en una sa taacutendose en paralelo cada enchufe

la conec

Las siguientes imaacutegenes representan las instalaciones baacutesicas de alumbrado y enchufe con sus cables y cajas de derivacioacuten

iquestCoacutemo se realizan las instalaciones en las viviendas

Las instalaciones de las viviendas estaacuten ocultas en las paredes pero se detectan por donde estaacuten con un detector de metales

Estas instalaciones de cables suelen ir en un tubo corrugado que lo protege de la humedad y los cables son introducidos antes o despueacutes con una guiacutea en esos tubos Al hacer una instalacioacuten nueva o reformar alguna hay que abrir regolas (canales por donde iraacuten lo cables) en las parades y se ponen los tubos corrugados cogidos con yeso (que f gua antes que el cemento)

rovisionalmente y despueacutes se enluce la pared tapando los cables o poner como actualmente en algunas stalaciones reformadas canaletas

rapin de plaacutestico que no necesitan obras Sabiacuteas quehellip antes de taladrar una pared habraacute que asegurarse de que no hay tuberiacuteas o cables eleacutectricos (maacutes peligrosos) iquestPero coacutemo iexclya se ha nombrado con un detector de metales

63- TIPOS DE CONMUTACIONES EN VIVIENDAS - Conmutacioacuten bipolar (en los pasillos que se enciende desde dos sitios)

- Conmutacioacuten de cruce (habitacioacuten que se enciende esde tres sitios)

de giro)

Esquema eleacutectrico del conmutador de cruce refleja los contactos que se producen en sus posiciones (Es el mismo conmutador que se utiliza para conmutar la polaridad a un motor de CC y cambiar asiacute el sentido

64- INSTALACIOacuteN DE TUBOS FLUORESCENTES

bull Partes de un Tubo fluorescente y funcionamiento L1 Cable eleacutectrico fase N Cable eleacutectrico neutro Reactancia o Balasto Recuadro de negro con una liacutenea al la od Se conecta en serie con el tubo su misioacuten es efectuacutea la descarga de sobretensioacuten al abrirse el cebador para onizar el gas en el encendido y la de regular el paso de la corriente entre unos valores admisibles (La poten a del balasto debe coincidir con la del tubo) Condensador Dos liacuteneas separadas en paralelo

Se conecta en paralelo Corrige el factor de potencia Cebador Dos laminillas que se unen al aplicar una tensioacuten Permite el paso de la corriente durante un instante en el tubo momento en el que las laacuteminas se separan y actuacutea el balasto (Debe ser apropiado para el tubo)

bull Instalacioacuten de tubos fluorescentes

Algunos tipos de conexionado de un tubo dos en serie y dos en paralelo ldquoduacuteordquo

bull Causas frecuentes en las averiacuteas de los tubos fluorescentes

- Efecto estroboscoacutepico la luz se ldquoenciende y apagardquo 50 veces por segundo (frecuencia) y durante ese momento no hay luz pero es inapreciable para el ojo humano Pero a veces ocurre que la frecuencia variacutea en el tubo por estar estropeado y los objetos en movimiento parecen que no se mueven o lo hacen intermitentemente

- Ennegrecimiento paulatino en ambos extremos

es debido al envejecimiento del tubo lo provocan las partiacuteculas del caacutetodo

- Anillos en uno o ambos extremos( rojo castantildeo) es debido al desgaste y arranque inadecuado - Rayas oscuras longitudinales es debido a gloacutebulos de mercurio condensados (Solucioacuten girar el tubo m dia

vuelta) - Manchas densas en los extremos

el material de los caacutetodos se desprenden raacutepidamente Pueden ser debi os arpadea) 2ordm) filamentos encendidos (contactos del cebador

soldados)

da 1ordm) cebador defectuoso o inapropiado (p

Nota- A veces la intermitencia de encendido se debe al mal contacto del tubo con su portatubo (reconexiones y contactos)

Sabiacuteas comohellip averiguar si alguien nos ha conectado un cable y consume a nuestra cos ta bull Si se ha conectado entre el contador y nuestra red hacemos lo siguiente desconectamos todo (el

automaacutetico) y si el contador sigue andando hay alguien se ha conectado a nuestra red bull Si se ha conectado dentro de nuestra red podemos saberlo si desenchufamos todos los aratos y ap

tenemos apagadas todas las luces y el contador sigue andando Si el contador nos consume estando enchufados pero no en marcha los aparatos tenemos u falso contacto n o derivacioacuten a tierra (iexcly es peligroso) iquestY queacute aparato tiene la derivacioacuten Se puede saber conectaacutendolos todos sin ponerlos en marcha e ir desconectando uno por uno hasta que el contador no ande

Actividad praacutectica Montaje de tubos fluorescente y efectos que se producen

65- COMPONENTES GENERALES (Conductores conexiones interruptores conmutadores tomas de nchufeshellip)

Sabiacuteas quehellip la toma de enchufes y los enchufes en Inglaterra y EEUU son diferentes a los nuestros ya que los bornes del macho y hembra son planos (Cuando viajes a ciertos paiacuteses necesitaraacutes adaptadores de enchufes) Actividad praacutectica Montar el circuito eleacutectrico representado en la siguiente figura en un panel de madera

Con eacutel podraacutes practicar las instalaciones usuales en las viviendas viendo tipos de componentes conexiones conductores Tambieacuten aprenderaacutes a utilizar herramientas apropiadas para su montaje (alicates destornillador pelacables etc) y comprobacioacuten (poliacutemetro [voltaje continuidad etc] buscapolos etc) Pasos 1- La actividad se montaraacute en un panel de madera 2- Dibujar el circuito con las medidas reales de los componentes 3- La instalacioacuten debe ser desmontable y para ello se utilizaraacute uniones atornilladas y similares 4- Comprobar que clavija del enchufe es la fase con el buscapolos 5- No enciende si llega energiacutea (Tensioacuten) comprobar continuidad si las conexiones estaacuten correctas etc

No olvidar tomar las medidas de seguridad apropiadas que se nombran en el Apdo 10 y si tienes dudas consulta al profesor antes de hacer algo imprudente

77-- HERRAMIENTAS DEL ELECTRICISTAHERRAMIENTAS DEL ELECTRICISTA

Nombre Aplicacioacuten Normas de uso y precauciones Observaciones

aislante

ate de corte Para cortes de cables No cortar cables conectados Comprobar el estado del

Alicate pelacables Para pelar la funda del cable No pelar cables conectados Comprobar el estado del

Graduar bien

aislante Alicplan

ate de punta a

Para sujetar y apretar cables y otros componentes

No tocar cables conectados Comprobar el estado del aislante

Alic nta red

Para sujetar y manejar cables y No tocar cables conectados Comprobar el estado del

ate de puonda otros componentes

aislante Deselec

tornillador Atornillar y viceversa Gozan de Comprobar el estado del tricista (- x) una proteccioacuten especial aislante

PoliacuteR (en paralelo) continuidad (en

No medir nunca la I de un

- Si los cables no metro Mide I (en serie) V(en paralelo) Poner la escala adecuada - R infinito o cero

paralelo) y otras como comprobacioacuten de transistores

enchufe directamente llegan iquestQueacute

Buscapolos o detector tensioacuten

Busca la fase al poner el dedo en su extremo encendieacutendose

Comprobar estado y no utilizar si se padece del corazoacuten

Los hay para CA y CC (leer antes de usar)

Soldador de estantildeo Une con una aleacioacuten estantildeo-plata los componentes

Utilizar con precaucioacuten ya que alcanza tordf altas Quemaduras

Precalentar bien no depositar estantildeo en eacutel

Desoldador de estantildeo

Calienta y absorbe el estantildeo de una soldadura previa

Tijera electricista Corte y pelacables No tocar cables conectados Comprobar aislante y estado

Nota- Ver en Anexo I Glosario de teacuterminos ldquopoliacutemetrordquo (aplicaciones manejo etc)

88-- AALLGGUUNNOOSS DDIISSEENtildeNtildeOOSS DDEE CCIIRRCCUUIITTOOSS EELLEacuteEacuteCCTTRRIICCOOSS

CIRCUITO CERRADO -

s los rados para qu del p lo negativo al positivo y asiacute haya un consumo en el receptor elegido

ra uito iquest un c

Cortocircuito

Todo circuitos deben ser cer e la que la electricidad circule oo receptores elegidos

Un circuito cer do muy especial el cortocirc Queacute es y por queacute se produce ortocircuito

ando duct olo negativo del generador

ctrico se ponen haya entre ellos otor u otra resistencia eleacutectrica) Esto trae como consecuencia que la intensid cula por el circuito se dispara generando calor

ito y nce esto se instala un fusible o uier otro ope a que cuando l n circuito se dispare de forma ntrolada cort corriente eleacutectri os que este exceso de

eacutectric te

- CIRCUITO AB

Se produce cueleacute

por alguna razoacuten el cable conen contacto sin que

or une el polo positivo y el p un receptor ( laacutempara mad que cirndio en el mismo Para evitaren dicho circu

cualqno co

pudiendo llegar a provocar un irador cuya misioacuten see la circulacioacuten de

a intensidad eleacutectrica de uca en eacutel para evitar los peligr

intensidad el

a podriacutea generar incendios muer s etc

n circuito esta abierto no hay co Cuando u nsumo de electricidad y por tanto no funciona los dispositivos receptores al no llegarle la electricidad Con el poliacutemetro se mide la continuidad o la resistencia del

e debe

to hay co

circuito qu

de ser infinita (el aire tiene resistencia eleacutectrica infinita)

ntinuidad en el cable) iquestQueacute es un circui abierto (iexclno enciende iexclNo

- CONMUTACIOacuteN EN EL GIRO DE UN MOTOR DE CC Parecido al de conmutacioacuten de cruce del apartado 63

opia la explicacioacuten de la pizarra y entiende como conmuta el giro) (C

- MOTORES ELECTRICOS C ALTERNA 220 380 V (ESQUEMAS DE FUERZA Y DE MANIOBRA)

- JUEGO DE RELEacuteS

Dado el esquema del circuito de un releacute que conecta o desconecta un motor disentildea un circuito para omprobar con un compantildeero quieacuten pulsa maacutes raacutepido y se sepa quieacuten ha sido el maacutes raacutepido de manera que uede encendida la luz del 1ordm en pulsar y la otra quede apagada

- SEMAacuteFORO DE LEVAS O SICODEacuteLICO MECAacuteNICO - ELEacuteCTRICO

Ver libros Everest Bruntildeo y otros

Los circuitos electroacutenicos son maacutes diversos y con maacutes aplicaciones que los eleacutectricos o mejor dicho complementan a los eleacutectricos daacutendole maacutes versatilidad y otras posibles aplicaciones Pero los circuitos electroacutenicos y sus aplicaciones se estudian en otro tema

99-- CCOOMMOO FFUUNNCCIIOONNAANN AALLGGUUNNOOSS DDIISSPPOOSSIITTIIVVOOSS EELLEacuteEacuteCCTTRRIICCOOSS HHAABBIITTUUAALLEESS Sabiacuteas quehellip la fuente de alimentacioacuten es un dispositivo compuesto de un transformador y un rectificador que transforma la tensioacuten y luego rectifica con un puente de diodos de corriente CA a CC Se utiliza en la mayoriacutea de los aparatos electrodomeacutesticos que se conectan a la red eleacutectrica Analiza un viacutedeo un televisor el cargador de un moacutevil un ordenador y veraacutes que utilizan fuentes de alimentacioacuten Por ejemplo el ordenador se conecta al enchufe de CA de 220 v pero en realidad funciona con CC a un voltaje de 5v Ver esquema eleacutectrico de una fuente de alimentacioacuten iquestQueacute mecanismo lleva las luces de la escalera para que pasado un tiempo se apaguen solas Un temporizador iquestPero coacutemo son (pide el dispositivo al profesor para verlo)

Sabiacuteas quehellip el sonido o las ondas sonoras son vibraciones que tienen lugar en un material al ser recorrido por el sonido Cuando oiacutemos a alguien nuestros oiacutedos detectan ondas sonoras en el aire producida por las cuerdas vocales de una persona Las ondas sonoras pueden viajar a traveacutes de soacutelido liacutequidos y gases pero no por el vaciacuteo al no haber materia por la que propagarse

Un microacutefono recibe ondas sonoras que a traveacutes de un electroimaacuten lo convierte en flujo eleacutectrico (variacutea en I) y un altavoz recibe sentildeales eleacutectricas que a traveacutes de otro electroimaacuten hace vibrar un material en forma de cono que emite ondas sonoras El sonido se mide en decibelios Ej hablar 80 dB concierto rock 100 dB (10 dB maacutes significa que se multiplica por 10 la intensidad del sonido es decir 10 veces maacutes fuerte)

Los discos antiguos de vinilo almacenan la reproduccioacuten del sonido en surcos con bultitos en espiral y

al poner una aguja esta recorre estos surcos vibrando y transmitiendo sentildeales eleacutectricas Un CD almacena la grabacioacuten de esos surcos magneacuteticamente y son leiacutedos por un laacuteser que transmite sentildeales eleacutectricas

iquest funciona un televisor iquesty un equipo de muacutesica o un ordenador La mayoriacutea de los aparatos electroacutenicos que se conectan a la red eleacutectrica no funcionan con CA si no que mediante una fuente de alimentacioacuten (transformador maacutes recti

Coacutemo

ficador) establecen una corriente CC y a un enador que funciona con dos tensiones 5voltios y 12 voltios

con corriente continua Y asiacute es como se alimentan la mayoriacutea de los aparatos electroacutenicos o con componentes electroacutenicos y es debido a que los circuitos electroacutenicos soacutelo fu onan con corriente continua y suele ser a bajo voltaje iquestCoacutemo funcionan los electrodomeacutesticos de cas Los electrodomeacutesticos de casa como el f goriacutefico la lavadora la vitro etc en su mayoriacutea funciona con corriente alterna CA y deben de disponer de ele os de seguridad adecuados ya que la tensioacuten e intensidad de funcionamiento son muy peligrosas La electri idad es la que se ocupa de su alimentacioacuten para que funcione pero hay que calcularla para que el principio de f onamiento de estos aparatos sea correcto y funcione decuadamente

aparatos y asiacute entiendas el

rdvoltaje de funcionamiento como es el caso del o

rimentcunci

En las siguientes imaacutegenes se explican como funcionan algunos de estosorqueacute

1100-- SSEEGGUURRIIDDAADD EE HHIIGGIIEENNEE EENN LLAA EELLEECCTTRRIICCIIDDAADD

AANNEEXXOO II AACCTTIIVVIIDDAADDEESS PPRRAacuteAacuteCCTTIICCAASS

PRAacuteCTICA Nordm 1 CONSTRUIR UNA PILA

Material que vas a necesitar

bull Un vaso bull Una botella de vinagre bull Un trozo de tuberiacutea de cobre (liacutempiala con papel de lija) bull Un sacapuntas metaacutelico (de Magnesio) bull Cables eleacutectricos bull Un aparato que vamos a hacer funcionar con la pila Se obtienen buenos resultados con los

dispositivos musicales que llevan algunas tarjetas de felicitacioacuten Tambieacuten puede servir un reloj despertador de los que funcionan con pilas

iquestCoacutemo realizar el montaje de la pila

Toda pila consta de dos electrodos (generalmente dos metales) y un electrolito (una sustancia que conduce la corriente eleacutectrica) En este caso vamos a utilizar como electrodos los metales cobre y magnesio En concreto vamos a utilizar una tuberiacutea de cobre y un sacapuntas cuyo cuerpo metaacutelico contiene magnesio Como electrolito vamos a utilizar vinagre

Construir la pila es muy sencillo soacutelo tienes que introducir los electrodos en el interior del vinagre contenido en un vaso y unir un cable a cada uno de ellos (tal como muestra la figura)

Coacutemo hacer que funcione

Para hacerla funcionar soacutelo tienes que unir los dos cables que salen de los electrodos a un aparato que ncione con pilas El problema es que esta pila proporciona una intensidad de corriente muy baja debido a que

ene una alta resistencia interna por ello no siempre vas a conseguir que funcione Tienes que elegir el ispositivo adecuado un aparato que requiera una potencia muy pequentildea Por ejemplo Un dispositivo de lgunas tarjetas de felicitacioacuten (musicales)

iquest

futida o un reloj a pilas (sirve un despertador)

Soacutelo tienes que unir los cables de la pila a los dos polos del portapilas del aparato Pero no olvides que ay que buscar cuaacutel es la polaridad correcta sino puede que el aparato no funcione

OTA Mientras no se utilice hay que tener el sacapuntas fuera del vinagre para evitar que reaccionen bservaraacutes que cuando entran en contacto el magnesio del sacapuntas reacciona con el aacutecido del vinagre

se desprenden numerosas burbujas Se trata de gas hidroacutegeno

PRAacuteCTICA Nordm 2 COMPRUEBA LA LEY DE OHM

A) Monta el circuito de las figuras un circuito serie y otro paralelo

- Materiales del circu terruptor

2 bombillas de 45 v cable e interruptor

de R1 V de R2 V entre A-B I de R1 I de R2 I en C

ito Serie Pila 45v 2 bombillas de 45 v cable e in

- Materiales del circuito Paralelo Pila 45v

- Comprueba con el poliacutemetro las tres magnitudes V R e I en cada elemento suelto y en su conjuntoApunta los datos en la tabla siguiente

R1 R2 VC Serie C Paralelo

- Con los datos obtenidos de la tabla contesta a las siguientes preguntas

iquestQueacute circuito ilumina maacutes iquestPor queacute (Tensioacuten)

iquestQueacute pila se gastaraacute antes iquestPor queacute (Potencia - Consumo) iquestCoacutemo podriacutea iluminar el circuito serie igual que el paralelo (Alimentacioacuten)

B) Monta los circuitos de las siguientes figuras Un circuito serie (motor + 2 bombillas) y un circuito mixto

- Materiales del circuito serie Pila 45v motor de 9 v 2 bombillas de 45 v cable e interruptor - Materiales del circuito mixto Pila 45v motor de 9 v 2 bombillas de 45 v cabl

e e interruptor

que funcionaraacute a una

Mide las tensiones en cada elemento y las totales viendo las V R e I de cada elemento Saca tus propias conclusiones de coacutemo se conectariacutea convenientemente para

tensioacuten adecuada un motor y una bombilla sabiendo que la bombilla funciona correctamente a 45 v y el motor a 9 v Puede haber varias soluciones iquestpero cuaacutel es la mejor

PRAacuteCTICA Nordm 3 CIRCUITO ELEacuteCTRICO BAacuteSICO DE UNA VIVIENDA

vienda Podraacutes comprobar como se efectuacutean las instalaciones baacutesicas de las viviendas y queacute herramientas se utilizan habitualmente Pasos 1- La actividad se montaraacute en un panel de madera 2- Dibujar el circuito con las medidas reales de los componentes 3- La instalacioacuten debe ser desmontable y para ello se utilizaraacute uniones atornilladas y similares 4- Comprobar que clavija del enchufe es la fase con el buscapolos 5- No enciende si llega energiacutea (Tensioacuten) comprobar continuidad si las conexiones estaacuten correctas etc

Realiza el montaje del siguiente esquema eleacutectrico de una vi

PRAacuteCTICA Nordm 4 COMPRUEBA TUS REFLEJOS JUGANDO CON RELEacuteS

Si tuvieras que disentildear un circuito para ver quien es maacutes raacutepido pulsando un interruptor iquestCoacutemo lo hariacuteas de manera que soacutelo quede encendido el que haya pulsado antes

PRAacuteCTICA Nordm 5 REDUCTOR DE LUZ (Para esta praacutectica necesitaraacutes conocimientos de electroacutenica)

iniscencia hasta su

e circuito permite el control continuo del nivel de iluminacioacuten para cargas de hasta 700 W Mediante el

uso del mismo se puede regular la intensidad de laacutemparas incandescentes desde la no lum

brillo to

Lista de componentesResistencias Capacitores Semiconductores Varios

- R1 - Potencioacutemetro 50 k ohms 2 W lineal - R2 - 15 k ohms 05 W 10

- C1 C2 - 0068 uF 200 V 10

- Q1 - Triac RCA 40502 oacute RCA 40429

- I1 - Laacutempara de neoacuten tipo NE-83 - F1 - Fusible valor adecuado para la carga - S1 - Llave a palanca 120 V

Deberaacute tenerse en cuenta que para cargas elevadas se debe disponer a Q1 sobre un disipador de

temperatura(un ventilador pequentildeo por ejemplo)

AANNEEXXOO IIII GGLLOOSSAARRIIOO DDEE TTEacuteEacuteRRMMIINNOOSS Aacutembar Resina foacutesil amarillenta y transluacutecida Buscapolos Electrolisis Plasma Es el cuarto estado de la materia (los otros 3 son soacutelido liacutequido y gas) Se forma plasma cuando los electrones son arrancados de sus aacutetomos por la electricidad o el calor

Hay unas bolas de vidrio que contienen gases a baja presioacuten y al ser atravesadas por una intensa corriente eleacutectrica generan unos rayos en su interior formaacutendose trazas de plasma Releacute Elemento de control de circuitos eleacutectricos y electroacutenicos muy utilizado en la actualidad en multitud de aplicaciones sobre todo en conmutacioacuten y como interruptor entre circuitos ya sea en coches ascensores elementos de proteccioacuten de viviendas (automaacutetico) etc Hay muchos tipos de releacutes seguacuten sus aplicaciones Los releacutes electromecaacutenicos (los maacutes entrada muy pequentildea q ntrolarlo y

UITO1 (Conexioacuten de un circuito con maacutes corriente desde otro con menos corriente)

IRCUITO 2 (Circuito de arranque de un automoacutevil)

empleados) utilizan una de corriente ue sirve para co con esa

corriente pequentildea activan unrealizando una conmutacioacuten

electroimaacuten que mueve los a otros circuitos evitando asos

contactos iacute el peligro de

descargas eleacutectricas Ejem CIRC

Poliacutemetro El poliacutemetro como su nombre indica (poli = varios metro = medir) puede realizar mediciones de

s maacutes baacutesicas e fundamentales que se realizan son las que se xplican a continuacioacuten

En los circuitos de CC hay que tener cuidado con las polaridades y las conexiones a realizar Si al magnitud esta nos sale negativa es que tenemos la polaridad cambiada en el poliacutemetro o el

ota importante

magnitudes eleacutectricas y electroacutenicas Las medicionee medir alguna circuito estaacute mal conectado N Siempre se escogeraacute la escala superior que haya para realizar la medicioacuten y se iraacute bajando hasta poder leer la medicioacuten

Nota- Tambieacuten se puede medir el

voltaje en CA como se ha explicado en la anterior figura

ATENCIOacuteN No se debe medir la intensidad directamente en CA o desde un enchufe ya que aparte de estropear el poliacutemetro puede resultar peligroso

Nota- Esta medicioacuten es muy uacutetil cuando se estropean algunos aparatos ya que la mayoriacutea de las averiacuteas eleacutectricas son circuitos que estaacuten abiertos debido a que una de sus resistencias o conductores se han estropeado y comprobando por partes donde hay continuidad se puede saber donde estaacute la averiacutea y sustituir la parte dantildeada (Si lo llevamos a un profesional nos diraacute son diez mil)

AANNEEXXOO IIIIII SSIIMMBBOOLLOOGGIacuteIacuteAA EELLEacuteEacuteCCTTRRIICCAA

AANNEEXXOO IIVV EESSQQUUEEMMAA -- RREESSUUMMEENN

AANNEEXXOO VV DDEEMMUUEESSTTRRAA TTUUSS CCOONNOOCCIIMMIIEENNTTOOSS 11-- CCUUEESSTTIIOONNEESS

- La tensioacuten eleacutectrica voltaje o ddp se representa con la letrahelliphellipSu unidad es el helliphelliphelliphellip

- La intensidad eleacutectrica se representa con la letrahelliphelliphellipSu unidad eshelliphelliphelliphellip

- la resistencia eleacutectrica se representa con la letrahelliphelliphellipSu unidad eshelliphelliphelliphellip

- Las magnitudes eleacutectricas se pueden medir con un aparato llamadohelliphelliphelliphelliphelliphellip

1234 22-- AACCTTIIVVIIDDAADDEESS (CAacuteLCULOS Y RAZONAMIENTOS)

AGRADECIMIENTOS

Los siguientes apuntes han sido elaborados por

olaboracioacuten de

bull Elena R A

ibliografiacutea

Libros de texto de tecnologiacutea de la ESO de diferentes editoriales y libros de ciencias Libros especiacuteficos de electricidad orientados a la Formacioacuten Profesional y la Universidad Internet con paacuteginas de contenido en electricidad y electroacutenica

Bernardo M G con la c

bull Nicolaacutes G G bull Pedro R G bull Francisco R de P bull Manuel M G

B - - -

IES ESTUARIA





31- GENERADOR ELEacuteCTRICO Aparato que genera corriente eleacutectrica cuando se unen sus polos






- Interruptor Operador eleacutectrico que sirve para abrir (apagar) o cerrar (encender) un circuito eleacutectrico Es decir como su nombre indica (interruptor) sirve para interrumpir en paso de corriente eleacutectrica por un circuito

- Pulsador Operador eleacutectrico que sirve para conectar el circuito (encender) mientras se pulsa


-Transformador Elemento de control del voltaje Consiste en dos bobinas enrolladas sobre un nuacutecleo de hierro de forma cuadrada Para elevar el voltaje la bobina de entrada o primaria lleva menos espiras que la bobina de salida o secundaria y viceversa para reducir el voltaje (Ej de 220 v a 3 v en el caso de los moacuteviles)

( n = nordm de espiras o vueltas V = voltaje I = intensidad) (Relacioacuten ley Ohm)

332- CONTROL DE PROTECCIOacuteN La energiacutea eleacutectrica tiene dos riesgos fundamentales

a) Incendio por calentamiento de conductores o receptores debido a consumo excesivo o cortocircuito




- Para evitar las descargas eleacutectricas o electrocucioacuten se emplea Diferencial y puesta a tierra

- Fusible Operador eleacutectrico que cuando sube en exceso la intensidad de un circuito se calienta y se funde antes de que lo haga el circuito cortando asiacute el flujo de corriente que circula por eacutel y protegiendo la instalacioacuten de un posible incendio como ocurre en una subida de tensioacuten en el circuito o de un cortocircuito provocado en eacutel


- Laacutempara o bombilla Operador eleacutectrico que se conecta a un circuito por el que circula corriente eleacutectrica y transforma la energiacutea eleacutectrica que recibe en energiacutea luminosa (y en energiacutea caloriacutefica)

Cortocircuito Se produce cuando por alguna razoacuten el cable conductor une el polo positivo y el polo negativo del generador eleacutectrico se ponen en contacto sin que haya entre ellos un receptor ( laacutempara motor u otra resistencia eleacutectrica) Esto trae como consecuencia que la intensidad que circula por el circuito se dispara generando calor en dicho circuito y pudiendo llegar a provocar un incendio en el mismo Para evitar esto se instala un fusible o cualquier otro operador cuya misioacuten sea que cuando la intensidad eleacutectrica de un circuito se dispare de forma no controlada corte la circulacioacuten de corriente eleacutectrica en eacutel para evitar los peligros que este exceso de intensidad eleacutectrica podriacutea generar incendios muertes etc

Iacutendice - Introduccioacuten CONTENIDOS En este tema aprenderaacutes - Queacute es la electricidad y sus tipos - Coacutemo se genera se transmite y se distribuye la electricidad - Efectos y aplicaciones generales de la electricidad - Componentes de los circuitos generales y de viviendas - Magnitudes foacutermulas y caacutelculos eleacutectricos - Herramientas especificas para electricidad OBJETIVOS Al final seraacutes capaz de (Objetivos) - Disentildear circuitos eleacutectricos generales y de viviendas - Analizar circuitos eleacutectricos - Construir y calcular circuitos eleacutectricos y otras aplicaciones eleacutectricas IacuteNDICE 0- INTRODUCCIOacuteN 1- DEFINICIOacuteN DE ELECTRICIDAD 2- iquestCOacuteMO SE GENERA LA ELECTRICIDAD 3- COMPONENTES GENERALES DE LOS CIRCUITOS ELEacuteCTRICOS 4- ASOCIACIONES DE ELEMENTOS 5- LEYES Y FOacuteRMULAS FUNDAMENTALES DE LOS CIRCUITOS ELEacuteCTRICOS 6- CIRCUITOS TIacutePICOS DE VIVIENDAS 7- HERRAMIENTAS DEL ELECTRICISTA 8- ALGUNOS DISENtildeOS DE CIRCUITOS ELEacuteCTRICOS 9- COMO FUNCIONAN ALGUNOS DISPOSITIVOS ELEacuteCTRICOS HABITUALES 10- SEGURIDAD E HIGIENE DE LA ELECTRICIDAD Anexo I Actividades praacutecticas Anexo II Glosario de teacuterminos Anexo III Simbologiacutea eleacutectrica Anexo IV Esquema-resumen Anexo V Demuestra tus conocimientos PREGUNTAS PARA OBSERVAR CONOCIMIENTOS INICIALES 1- iquestQueacute es la electricidad y cuaacutentos tipos hay 2- iquestCoacutemo se genera la electricidad 3- iquestCuaacuteles son los componentes generales de un circuito eleacutectrico 4- iquestPor queacute se utiliza el circuito paralelo en las viviendas 5- iquestCuaacutel es la ley de Ohm 6- iquestSabriacuteas disentildear un circuito eleacutectrico que se encienda una luz desde dos posiciones 7- iquestPara queacute se utiliza un poliacutemetro 8- iquestSabes coacutemo funciona un frigoriacutefico 9- iquestCoacutemo funciona una bombilla o un tubo fluorescente

consumo tipo de

de neutro)

ransformador

cada caso

Media 5000 vatios

Ejemplo

Corrient

R1= 1Ω R2 = 2Ω R3 = 3Ω

R4 = 4Ω R5 = 5Ω

calculan

roblemas

Voltaje

diferenc a

paso de

52- LEY DE OHM

V = I middot R

C Serie C Paralelo

R = ρ LS

(No Σ I = 0

Σ V =Σ ImiddotR

la conec

de giro)

soldados)

aislante

Graduar bien

aislante Alicplan

ate de punta a

Alic nta red

aislante Deselec

CIRCUITO CERRADO -

ra uito iquest un c

Cortocircuito

eacutectric te

- CIRCUITO AB

cualqno co

intensidad el

e debe

to hay co

circuito qu

Coacutemo

rimentcunci

iquest

e e interruptor

iniscencia hasta su

brillo to

- C1 C2 - 0068 uF 200 V 10

ota importante

AGRADECIMIENTOS

olaboracioacuten de

bull Elena R A

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de neutro)

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Corrient

R1= 1Ω R2 = 2Ω R3 = 3Ω

R4 = 4Ω R5 = 5Ω

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roblemas

Voltaje

diferenc a

paso de

52- LEY DE OHM

V = I middot R

C Serie C Paralelo

R = ρ LS

(No Σ I = 0

Σ V =Σ ImiddotR

la conec

de giro)

soldados)

aislante

Graduar bien

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ate de punta a

Alic nta red

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CIRCUITO CERRADO -

ra uito iquest un c

Cortocircuito

eacutectric te

- CIRCUITO AB

cualqno co

intensidad el

e debe

to hay co

circuito qu

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Voltaje

diferenc a

paso de

52- LEY DE OHM

V = I middot R

C Serie C Paralelo

R = ρ LS

(No Σ I = 0

Σ V =Σ ImiddotR

la conec

de giro)

soldados)

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Cortocircuito

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cualqno co

intensidad el

e debe

to hay co

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Voltaje

diferenc a

paso de

52- LEY DE OHM

V = I middot R

C Serie C Paralelo

R = ρ LS

(No Σ I = 0

Σ V =Σ ImiddotR

la conec

de giro)

soldados)

aislante

Graduar bien

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ate de punta a

Alic nta red

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CIRCUITO CERRADO -

ra uito iquest un c

Cortocircuito

eacutectric te

- CIRCUITO AB

cualqno co

intensidad el

e debe

to hay co

circuito qu

Coacutemo

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Ejemplo

Corrient

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R4 = 4Ω R5 = 5Ω

calculan

roblemas

Voltaje

diferenc a

paso de

52- LEY DE OHM

V = I middot R

C Serie C Paralelo

R = ρ LS

(No Σ I = 0

Σ V =Σ ImiddotR

la conec

de giro)

soldados)

aislante

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ra uito iquest un c

Cortocircuito

eacutectric te

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intensidad el

e debe

to hay co

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roblemas

Voltaje

diferenc a

paso de

52- LEY DE OHM

V = I middot R

C Serie C Paralelo

R = ρ LS

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Voltaje

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paso de

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V = I middot R

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R = ρ LS

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eacutectric te

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e debe

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Voltaje

diferenc a

paso de

52- LEY DE OHM

V = I middot R

C Serie C Paralelo

R = ρ LS

(No Σ I = 0

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la conec

de giro)

soldados)

aislante

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eacutectric te

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intensidad el

e debe

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circuito qu

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Ejemplo

Corrient

R1= 1Ω R2 = 2Ω R3 = 3Ω

R4 = 4Ω R5 = 5Ω

calculan

roblemas

Voltaje

diferenc a

paso de

52- LEY DE OHM

V = I middot R

C Serie C Paralelo

R = ρ LS

(No Σ I = 0

Σ V =Σ ImiddotR

la conec

de giro)

soldados)

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Cortocircuito

eacutectric te

- CIRCUITO AB

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intensidad el

e debe

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consumo tipo de

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ransformador

cada caso

Media 5000 vatios

Ejemplo

Corrient

R1= 1Ω R2 = 2Ω R3 = 3Ω

R4 = 4Ω R5 = 5Ω

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roblemas

Voltaje

diferenc a

paso de

52- LEY DE OHM

V = I middot R

C Serie C Paralelo

R = ρ LS

(No Σ I = 0

Σ V =Σ ImiddotR

la conec

de giro)

soldados)

aislante

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ra uito iquest un c

Cortocircuito

eacutectric te

- CIRCUITO AB

cualqno co

intensidad el

e debe

to hay co

circuito qu

Coacutemo

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R4 = 4Ω R5 = 5Ω

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roblemas

Voltaje

diferenc a

paso de

52- LEY DE OHM

V = I middot R

C Serie C Paralelo

R = ρ LS

(No Σ I = 0

Σ V =Σ ImiddotR

la conec

de giro)

soldados)

aislante

Graduar bien

aislante Alicplan

ate de punta a

Alic nta red

aislante Deselec

CIRCUITO CERRADO -

ra uito iquest un c

Cortocircuito

eacutectric te

- CIRCUITO AB

cualqno co

intensidad el

e debe

to hay co

circuito qu

Coacutemo

rimentcunci

iquest

e e interruptor

iniscencia hasta su

brillo to

- C1 C2 - 0068 uF 200 V 10

ota importante

AGRADECIMIENTOS

olaboracioacuten de

bull Elena R A

ibliografiacutea

B - - -

IES ESTUARIA

ransformador

cada caso

Media 5000 vatios

Ejemplo

Corrient

R1= 1Ω R2 = 2Ω R3 = 3Ω

R4 = 4Ω R5 = 5Ω

calculan

roblemas

Voltaje

diferenc a

paso de

52- LEY DE OHM

V = I middot R

C Serie C Paralelo

R = ρ LS

(No Σ I = 0

Σ V =Σ ImiddotR

la conec

de giro)

soldados)

aislante

Graduar bien

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ate de punta a

Alic nta red

aislante Deselec

CIRCUITO CERRADO -

ra uito iquest un c

Cortocircuito

eacutectric te

- CIRCUITO AB

cualqno co

intensidad el

e debe

to hay co

circuito qu

Coacutemo

rimentcunci

iquest

e e interruptor

iniscencia hasta su

brillo to

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Ejemplo

Corrient

R1= 1Ω R2 = 2Ω R3 = 3Ω

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calculan

roblemas

Voltaje

diferenc a

paso de

52- LEY DE OHM

V = I middot R

C Serie C Paralelo

R = ρ LS

(No Σ I = 0

Σ V =Σ ImiddotR

la conec

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ra uito iquest un c

Cortocircuito

eacutectric te

- CIRCUITO AB

cualqno co

intensidad el

e debe

to hay co

circuito qu

Coacutemo

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iquest

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Voltaje

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V = I middot R

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R = ρ LS

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ra uito iquest un c

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intensidad el

e debe

to hay co

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Coacutemo

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V = I middot R

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e debe

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V = I middot R

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UNIDAD DIDÁCTICA: ELECTRICIDAD BÁSICA Y … · CONTENIDOS: En este tema aprenderás: - Qué es la electricidad y sus tipos. ... luz y también calor, y un calefactor eléctrico