Departamento de Tecnología Colegio Ntra Sra del Rosario RESÚMENES 2º ESO – 2ª EVALUACIÓN RESÚMEN ELECTRICIDAD Circuito eléctrico: es el conjunto formado por elementos y operadores que, unidos entre si, permiten el paso de una corriente eléctrica. En todo circuito eléctrico podemos observar los elementos: generador, conductor, receptor, elementos de control y elementos de protección. Generador: Un generador eléctrico es aquel aparato que produce electricidad; puede ser una pila, una batería, una dinamo o un alternador. Una pila tiene por dentro dos elementos químicos: una barra de grafito y una pasta química recubierta por una envoltura de cinc, conectados cada uno a un polo distinto. Ambos elementos están en reacción química de forma que el el grafito (conectado al polo positivo) tiene sus átomos en forma de ión positivo, y el que está conectado al polo negativo (la pasta química) está en forma de ión negativo. Esa reacción química impide que los electrones vuelvan a sus átomos de origen de forma permanente. No obstante, cuando una pila es conectada a un circuito eléctrico, estamos estableciendo un camino alternativo a los electrones para volver a los átomos de los cuales fueron arrancados. Los electrones, pues, recorren ese camino produciendo una corriente eléctrica y vuelven a su lugar de origen. En ese momento se encuentran con la reacción química que los vuelve a arrancar y a llevar al otro elemento y vuelta a empezar. Conductores y aislantes: Los electrones de la corriente eléctrica se mueven más fácilmente en unas sustancias que en otras. Los materiales que dejan pasar a su través la corriente eléctrica se llaman conductores: la plata, el cobre, el hierro, el oro y, en general, los metales. Los materiales que no dejan pasar a su través la corriente eléctrica se llaman aislantes: la madera, el plástico, el vidrio, la porcelana, el papel y la goma. Receptores: Elementos eléctricos y electrónicos que transforman la corriente eléctrica en calor, luz, movimiento, etc. Ejemplo: lámparas, timbres, motores, altavoces, etc Elementos de control: Son elementos que nos permiten cortar a voluntad el paso de la corriente eléctrica, ejemplo, interruptores y pulsadores. Elementos de protección: Son aquellos que protegen al circuito eléctrico de cortocircuitos. Un cortocircuito es el fenomeno por el cual pasa por un conductor muchos más electrones de los que este puede soportar. Hay dos tipos, diferenciados por el tiempo: Sobrecarga es un cortocircuito que se produce paulatinamente. Ejemplo: cuando se encienden excesivos electrodomésticos en casa. Pico de corriente es un cortocircuito que se produce de forma instantanea y puntual. Ejemplo: cuando dos cables se tocan. Circuito abierto: circuito eléctrico que no tiene continuidad en alguno de sus elementos (los electrones no circulan por él) Circuito cerrado Hay continuidad entre el polo positivo de la pila y el negativo Polaridad Característica de los elementos eléctricos y electrónicos que determinan el polo positivo y el negativo del mismo. Hay tres: directa (polo positivo del elemento conectado al positivo de la pila), inversa (polo positivo del elemento con el negativo de la pila) y sin polaridad (no importa al polo que lo conectes) esquema eléctrico: un plano de un circuito eléctrico donde cada elemento del mismo está representado por un símbolo eléctrico que está reconocido internacionalmente. Para realizar un circuito eléctrico es necesario saber las características técnicas de los elementos que vamos a poner en él definidos por tensión, intensidad y resistencia voltaje o tensión es una medida de la corriente eléctrica. También se denomina diferencia de potencial ya que indica la diferencia de voltaje que hay entre un extremo y otro del circuito. Si no hay diferencia, no puede haber corriente eléctrica. La unidad se llama voltio (V) 1 Departamento de Tecnología Colegio Ntra Sra del Rosario la intensidad, es otra medida de la corriente: indica la carga eléctrica portada por los electrones que pasa por un punto en la unidad de tiempo. Se mide en amperios (A). la resistencia es una medida que expresa la capacidad de un elemento para ser atravesado por la corriente eléctrica. Se mide en Ohmios (Ω). La tensión, la intensidad y la resistencia) están relacionados en un circuito eléctrico de la siguiente forma: V = I · R (Ley de Ohm) SIEMPRE QUE LOS ELEMENTOS DE UN CIRCUITO ESTÉN EN SERIE El voltaje va cayendo a lo largo del circuito; la intensidad es constante a lo largo de todo el circuito y la resistencia de todo el circuito, es la suma de todas las resistencias que hay a lo largo de todo el circuito La intensidad es una fuerza, y como tal, se representa con una flecha circular que va en contra de la dirección de los electrones. Como fuerza, se representa con una I 2.4.- ASOCIACIONES EN SERIE Y EN PARALELO Dos elementos eléctricos conectados en serie ofrecen una resistencia al paso de la corriente igual a la suma de todas las resistencias. Sin embargo, un circuito así no es nada seguro: si alguno de los elementos eléctricos se estropea y no deja pasar la corriente, no llegará a los demás elementos y no sabremos cuál está estropeado. La asociación de elementos en paralelo es mucho más seguro en este sentido pero el cálculo de su resistencia es más complejo. De hecho, viene dado por la fórmula 1 R= 1 ∑ Ri 2.5.- ELECTROMAGNETISMO Los imanes son piedras que, por naturaleza, tienen dos características: poseen dos polos magnéticos (positivo y negativo, uno en cada extremo, de manera que dos polos iguales se repelen y dos distintos se atraen) y cuando un imán se parte en dos trozos, se crean automáticamente otros dos polos en cada pieza. Un electroimán es un imán artificial creado con corrientes eléctricas de forma que puedo activarlo y desactivarlo a voluntad. En la década de 1820, Faraday hizo un experimento: esparció finas limaduras de hierro sobre una hoja de papel situada sobre un imán y golpeó suavemente el papel. Las limaduras se alinearon siguiendo unos arcos que van del polo norte al polo sur del imán. Según Faraday, estas «líneas magnéticas de fuerza» forman un «campo magnético» representadas con el vector B, cuya dirección va del polo positivo al negativo. El físico danés Hans Christian Oersted observó que una corriente eléctrica que atraviesa un cable desvía la aguja de una brújula situada en su proximidad. Oersted llegó a la conclusión de que la corriente debía de formar magnetismo en torno al cable. También el físico francés André-Marie Ampére, una semana después que Oersted, demostró que dos cables paralelos, por los cuales circulaba la corriente en la misma dirección, se atraían. En cambio, se repelían cuando las corrientes circulaban en direcciones opuestas. Más tarde, Ampére demostró que una bobina cilíndrica de cable por la que pasa una corriente eléctrica, se comportaba como un imán. Esa bobina es conocida como solenoide: un conductor enrollado en forma de hélice por el que se hace pasar una corriente eléctrica y que se utiliza para producir un campo magnético. Para saber cual es el polo positivo y cual el negativo del solenoide de Ampère se sigue la regla de la mano derecha: “el polo positivo de un solenoide es señalado por el dedo pulgar de la mano derecha cuando sigues el sentido de la corriente eléctrica con el resto de los dedos de dicha mano”. Los siguientes experimentos consistieron en mezclar corriente eléctrica con campos magnéticos: al colocar un solenoide en medio de un campo magnético y la corriente eléctrica pasa por el conductor, el campo magnético hace girar el imán hasta que los polos opuestos estén frente a frente. Esta es la base del motor eléctrico 3.- ELECTROMAGNETISMO Los imanes son piedras que, por naturaleza, tienen dos características: poseen dos polos magnéticos (positivo y negativo, uno en cada extremo, de manera que dos polos iguales se repelen y dos distintos se atraen) y cuando un imán se parte en dos trozos, se crean automáticamente otros dos polos en cada pieza. Un electroimán es un imán artificial creado con corrientes eléctricas de forma que puedo activarlo y desactivarlo a voluntad. 2 Departamento de Tecnología Colegio Ntra Sra del Rosario En la década de 1820, Faraday hizo un experimento: esparció finas limaduras de hierro sobre una hoja de papel situada sobre un imán y golpeó suavemente el papel. Las limaduras se alinearon siguiendo unos arcos que van del polo norte al polo sur del imán. Según Faraday, estas «líneas magnéticas de fuerza» forman un «campo magnético» representadas con el vector B, cuya dirección va del polo positivo al negativo. Campo magnético: es una fuerza del tipo a distancia que producen los imanes naturales y los electroimanes. Como toda fuerza, se representa con una flecha. En este caso, la flecha va del polo negativo al positivo y se representa con la letra B y una flecha encima. El físico danés Hans Christian Oersted observó que una corriente eléctrica que atraviesa un cable desvía la aguja de una brújula situada en su proximidad. Oersted llegó a la conclusión de que la corriente debía de formar magnetismo en torno al cable. También el físico francés André-Marie Ampére, una semana después que Oersted, demostró que dos cables paralelos, por los cuales circulaba la corriente en la misma dirección, se atraían. En cambio, se repelían cuando las corrientes circulaban en direcciones opuestas. Más tarde, Ampére demostró que una bobina cilíndrica de cable por la que pasa una corriente eléctrica, se comportaba como un imán. Esa bobina es conocida como solenoide Solenoide: Es un electroimán formado por un conductor rebobinado en torno a un eje de hierro dulce. Produce un campo magnético cuando se le hace pasar una corriente eléctrica. El esquema eléctrico es: Como todo imán, posee un polo positivo y otro negativo. En este caso, los polos dependen del bobinado del solenoide y de la polarización de la pila Para saber cual es el polo positivo y cual el negativo del solenoide de Ampère se sigue la regla de la mano derecha: “el polo positivo de un solenoide es señalado por el dedo pulgar de la mano derecha cuando sigues el sentido de la corriente eléctrica con el resto de los dedos de dicha mano”. Relé: Es una aplicación del solenoide. Está formado por dos elementos: un electroimán y uno o dos conmutadores. El electroimán funciona con pequeñas cantidades de corriente y activa o desactiva a los conmutadores, según esté activado o no el electroimán. Un relé se presenta en forma de cápsula con cinco (u ocho) patillas (depende del número de conmutadores), dos de las patillas son para el circuito que activa/desactiva el electroimán y el resto es para los conmutadores. Los siguientes experimentos consistieron en mezclar corriente eléctrica con campos magnéticos: al colocar un solenoide en medio de un campo magnético y la corriente eléctrica pasa por el conductor, el campo magnético hace girar el imán hasta que los polos opuestos estén frente a frente. Esta es la base del motor eléctrico Motor eléctrico: Está formado por una pieza móvil que consiste en un electroimán soldado a un eje al cual también está soldado un anillo partido por la mitad, con dos placas metálicas en cada mitad a las cuales están unidos los dos cables del electroimán. Sobre las placas metálicas se apoyan dos escobillas, unidas cada una a un polo distinto de una fuente de alimentación. Esta pieza móvil gira dentro de un campo magnético producido por dos imanes naturales. 3