Unidad Didáctica 1 ELECTRICIDAD Y ELECTROMAGNETISMO 1 OBJETIVOS Al finalizar el estudio de esta Unidad Didáctica el alumno será capaz de: • Analizar e interpretar los fenómenos eléctricos. • Conocer magnitudes fundamentales de la electricidad y el electromagnetismo. • Conocer los componentes básicos que se pueden encontrar en un circuito eléctrico. • Conocer y aplicar las formulas que rigen los circuitos eléctricos. • Analizar e interpretar los fenómenos magnéticos y electromagnéticos. • Utilizar distintos dispositivos eléctricos y electromagnéticos dentro de circuitos eléctricos. 2 MAPA CONCEPTUAL DE LA UNIDAD DIDÁCTICA 1 3 Tema 21.1 1.- Corriente eléctrica 4 Electricidad • Conjunto de fenómenos físicos relacionados con la presencia y flujo de cargas eléctricas. • Ejemplos: rayos, electricidad estática, flujo de corriente eléctrica o la inducción electromagnética. 5 Estructura atómica de la materia • Átomo: Núcleo central pequeño, con carga eléctrica positiva, que contiene casi toda la masa del átomo. • Electrones: Giran alrededor núcleo con carga negativa. del • Si la suma de las cargas eléctricas negativas y positivas es cero, el átomo es eléctricamente neutro. • Si mas electrones: ión negativo: ANIÓN • Si tiene mas protones: ión positivo o CATIÓN 6 Carga Eléctrica • Propiedad de algunas partículas subatómicas (electrones y protones) que se manifiesta mediante atracciones y repulsiones. • De un cuerpo: exceso o defecto de electrones • Convenio de signos: a los electrones se les asignó carga negativa y a los protones carga positiva. 7 El Culombio • Unidad de medida de carga eléctrica. • Como el electrón tiene una carga eléctrica muy pequeña, se utiliza como unidad de carga eléctrica el culombio (C) Un culombio = 6,24 x 1018 electrones. • Culombio: Carga eléctrica que pasa por la sección transversal de un conductor eléctrico en un segundo, cuando la intensidad de corriente eléctrica es de un amperio. 8 Segunda clase. 16 ene Conductores, semiconductores y aislantes • Conductor: Material con muy baja resistencia al paso de la electricidad. Pe. cobre, oro, hierro y aluminio y sus aleaciones. • Semiconductor: Material que se comporta como un conductor o como aislante dependiendo de diversos factores. Pej. : Germanio, Silicio. • Aislante: Material con alta resistencia al paso de la electricidad. Pe. plásticos y cerámicas • Enlace tabla periódica 9 Conductores, semiconductores y aislantes 10 Corriente Eléctrica • Corriente eléctrica: Desplazamiento de cargas eléctricas (electrones o cualquier otra carga) a través de un conductor. • La intensidad de corriente eléctrica es el flujo de carga por unidad de tiempo que recorre un conductor. • El amperio (A), es la unidad de intensidad de corriente eléctrica. 11 Relación Amperio/Culombio • Un amperio de corriente (I) es igual al flujo de un culombio de carga (Q) por un segundo de tiempo (t): 𝑄𝑄 𝐼𝐼 = 𝑡𝑡 12 Tipos de corriente eléctrica • Corriente Continua (DC).- Corriente de polaridad constante, que no cambia de sentido con el tiempo. • Puede variar en intensidad. 13 Tipos de corriente eléctrica • Corriente Alterna (AC).- Corriente eléctrica en la que la polaridad varía cíclicamente. Puede ser de onda sinusoidal, rectangular, triangular ó en diente de sierra o cualquier combinación. • Frecuencia. Número de veces que cambia de polaridad por unidad de tiempo. Unidad: Hercio (Hz): ciclo/segundo 14 Tipos de corriente eléctrica • Corriente Pulsatoria.- Corriente continua que sufre cambios regulares de magnitud sin variar la polaridad. • En algunos instantes no hay movimiento de cargas. • La corriente alterna, ya sea cuadrada, sinusoidales o en diente de sierra no es pulsatoria. 15 Campo eléctrico • Campo eléctrico: Región del espacio donde una carga eléctrica manifiesta su influencia: atracción o repulsión. • Campo magnético: Magnitud intensidad de la fuerza magnética que expresa la 16 Ley de Coulomb • La fuerza eléctrica que interactúa entre dos cargas, es directamente proporcional al producto de la magnitud de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa. Si tenemos dos cargas, positiva y negativa (generan un campo como el de la figura) Si situamos una carga positiva (en rojo) en un punto del espacio, sobre esta carga aparecen dos fuerzas: una de atracción y otra repulsión El resultado de la suma de esas fuerzas nos indica la dirección (tangente) de la línea de campo eléctrico en ese punto 17