ELECTRICIDAD 1
1. EL CIRCUITO ELÉCTRICO
2. COMPONENTES
3. MAGNITUDES ELÉCTRICAS
4. LEY DE OHM
5. PROBLEMAS LEY DE OHM
6. TEST GLOBAL 1 (1,2,3,4,5)
7. VERSIÓN EN PDF
8. NOTAS
1. EL CIRCUITO ELÉCTRICO
1.1 ESTRUCTURA DEL ÁTOMOTodas las cosas están formadas por átomos. En el centro del átomo, el núcleo, hay dos tipos de partículas: los protones (partículas de carga positiva) y los neutrones (partículas sin carga). Alrededor del núcleo giran los electrones, unas partículas de carga negativa que son las responsables de la forma de energía que conocemos como electricidad.
1.2 CONDUCTORES Y AISLANTES
- Los materiales conductores: son aquellos que dejan pasar la electricidad, como el cobre, el hierro, el aluminio, etc.
- Los materiales aislantes: son aquellos que no permiten el paso de la electricidad, como la madera, la cerámica, el plástico, etc.
1.3 LA CORRIENTE ELÉCTRICA
Cuando hay un número muy grande de electrones que pasan por un material conductor, como el cobre, se dice que circula corriente eléctrica.
1.4 EL CIRCUITO ELÉCTRICO
Un circuito eléctrico es un camino cerrado por donde circulan electrones. Este camino esta formado por cables y otros componentes.
La finalidad de los circuitos eléctricos es hacer que la corriente eléctrica haga un trabajo útil, como iluminar, mover un motor, etc.
En un circuito eléctrico se produce una transformación de energías. La energía eléctrica de los electrones en movimiento se transforma en energía luminosa, mecánica, sonora, etc.
Un circuito eléctrico puede ser muy sencillo, o muy complicado.
Los circuitos eléctricos en los que hay muchos componentes y sólo circula una pequeña cantidad de corriente, se llaman también circuitos electrónicos.
1.5 FAMILIAS DE COMPONENTES ELÉCTRICOS
- Generadores: suministran corriente eléctrica al circuito. Ej: pilas.
- Receptores: transforman la energía de la corriente eléctrica en un trabajo útil. Ej: motor.
- Conductores: permiten que circule la corriente eléctrica. Ej: cables.
- Elementos de control: gobiernan el circuito eléctrico. Ej: interruptor.
1.6 EL ESQUEMA ELÉCTRICO
Los componentes eléctricos se conectan para formar circuitos eléctricos. A la representación gráfica de un circuito se le llama esquema eléctrico del circuito y está formado por los símbolos de sus componentes unidos entre sí.
Ej: esquema eléctrico de un circuito eléctrico formado por una pila, un interruptor y unos cables.
1.7 ¿CIRCUITO ABIERTO O CERRADO?
- Circuito cerrado. La corriente eléctrica puede circular, cuando todos los componentes de un circuito están conectados entre sí, y no hay ninguna discontinuidad.
- Circuito abierto. La corriente eléctrica no puede circular porque hay alguna discontinuidad (como un cable roto).
1.8 EL SENTIDO DE LA CORRIENTE.
Cuando conectamos todos los elementos de un circuito eléctrico, el generador produce una fuerza llamada fuerza electromotriz que que induce la formación de una corriente de electrones.
Los electrones salen del polo negativo (-) de la pila y van hacia el polo positivo (+). Este es el llamado SENTIDO REAL DE LA CORRIENTE.
La corriente eléctrica fluye desde el polo + de la pila y va hacia el polo -. Éste es el llamado SENTIDO CONVENCIONAL DE LA CORRIENTE, y es el que tienes que utilizar siempre a partir de ahora, aunque sabemos que los electrones se mueven en el sentido contrario.
Cuando conectamos todos los elementos de un circuito eléctrico, el generador produce una fuerza llamada fuerza electromotriz que que induce la formación de una corriente de electrones.
Los electrones salen del polo negativo (-) de la pila y van hacia el polo positivo (+). Este es el llamado SENTIDO REAL DE LA CORRIENTE.
La corriente eléctrica fluye desde el polo + de la pila y va hacia el polo -. Éste es el llamado SENTIDO CONVENCIONAL DE LA CORRIENTE, y es el que tienes que utilizar siempre a partir de ahora, aunque sabemos que los electrones se mueven en el sentido contrario.
1.9 CIRCUITOS ELÉCTRICOS BÁSICOS.
En este apartado estudiaremos tres circuitos eléctricos simples:
1.9.1 Circuito 1. Bombilla controlada por un interruptor.
Cuando accionamos el interruptor el circuito se cierra, entonces la corriente puede circular y hacer funcionar la bombilla. Al accionar de nuevo el interruptor el circuito se abre, la corriente deja de circular y la bombilla se apaga.
1.9.2. Circuito 2. Motor eléctrico controlado por un interruptor.
Cuando accionamos el interruptor el circuito se cierra. La corriente puede circular y hacer funcionar el motor. Cuando se vuelve a accionar el interruptor, el circuito se abre, la corriente deja de circular y el motor se apaga.
1.9.3. Circuito 3. Zumbador controlado por un pulsador
Cuando apretamos el pulsador el circuito se cierra, entonces la corriente circula y hace funcionar el zumbador. Al soltar el pulsador el circuito se abre, la corriente deja de circular y el zumbador deja de sonar. Es un circuito similar al del timbre de una casa.
2. COMPONENTES ELÉCTRICOS
2.1 FAMILIAS DE COMPONENTES ELÉCTRICOS
2.2 GENERADORES
Los generadores tienen la función de suministrar corriente eléctrica al circuito. Hay muchos tipos de generadores Ej: la dinamo de una bicicleta, las células solares de un coche solar, la batería de un teléfono móvil, etc. Uno de los más utilizados son la pilas.
2.2.1 Tipos de pilas.
Estos son los tipos de pilas más comunes.
2.2.2 Símbolo eléctrico de las pilas.
Todos los elementos que hay en un circuito se pueden representar gráficamente con un dibujo que se denomina símbolo eléctrico.
El símbolo eléctrico de una pila, por ejemplo, es el siguiente:El signo "+" indica el polo o borne positivo y el "-" el borne negativo.
En las pilas es muy importante conocer cual es su tensión eléctrica (voltaje). La tensión eléctrica nos indica la energía que tienen los electrones que salen de los generadores. Se mide en voltios (V).
Tensión eléctrica de las pilas más comunes:
- Pila prismática: 9 voltios
- Pila de petaca: 4,5 voltios
- Pilas botón: 3 voltios
- Pilas cilíndricas: 1,5 voltios
2.2.4 Aquí pilas...
Las pilas contienen sustancias y elementos químicos que pueden ser muy contaminantes, por eso es necesario depositarlas en recipientes especiales. Puedes depositar pilas en contenedores de reciclaje, establecimientos de electrodomésticos...
2.2.5 Si usas muchas pilas...
Si usas muchas pilas es buena idea utilizar pilas recargables. Necesitaras un cargador de pilas. El precio de estas pilas es bastante más alto, pero si las recargas unas cuantas
veces se amortizan rápidamente y, además, ayudas a cuidar del medio ambiente.
2.3 RECEPTORES
Los receptores son la familia de componentes eléctricos que reciben la corriente eléctrica y la utilizan para realizar un trabajo útil, como iluminar, mover una máquina, etc.
Tres receptores pueden ser: la bombilla, el motor eléctrico y el zumbador. Existen muchos más, como un altavoz, un electroimán, un fluorescente, etc. En realidad cualquier aparato o electrodoméstico que consuma energía eléctrica es un receptor.
2.3.1 La tensión eléctrica de los receptores.
Una de las cosas más importantes a tener en cuenta en los receptores es el valor de la tensión eléctrica que necesitan para funcionar. Todos los aparatos que funcionan con electricidad tienen una plaquita, denominada placa de características, donde se indican todas sus características eléctricas.Si lo conectamos a una tensión más baja no funcionará correctamente, si es más alta puede estropearse.
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2.3.2 La bombilla.
2.3.2 La bombilla.
La bombilla es un receptor que transforma la energía eléctrica en energía luminosa, es decir, en luz. Existen muchos tipos de bombillas, como las bombillas de incandescencia. Se denominan así porque el elemento que produce la luz es un filamento.2.3.3 El motor eléctrico.
El motor eléctrico es el receptor que transforma la energía eléctrica en energía mecánica de rotación.
2.3.4 El zumbador.
El zumbador es un componente que transforma la energía eléctrica en energía sonora. Lo podemos encontrar en muchos aparatos electrónicos donde hace la función de avisador acústico. También lo encontramos en timbres de casas, en relojes, etc.
2.4 ELEMENTOS DE CONTROL
Los componentes eléctricos que se utilizan para gobernar circuitos forman la familia de los elementos de control. Sus funciones básicas son encender y apagar circuitos. Los componentes eléctricos más utilizados son los interruptores y los pulsadores.
Los interruptores y los pulsadores tienen como función encender y apagar circuitos. Cuando pulsamos un interruptor se queda fijo y el circuito que gobierna se mantiene encendido o apagado hasta que lo volvamos a pulsar. En electricidad, cuando un circuito está apagado se dice que está abierto y cuando está encendido se dice que está cerrado.
2.5 CONDUCTORES
La familia de los conductores incluye todos aquellos elementos que permiten que circule la corriente eléctrica desde los generadores hacia los receptores y que vuelva de nuevo a los generadores. Los conductores más comunes son los cables. Están formados por uno o varios hilos de un material conductor, normalmente cobre, envuelto por una capa de plástico que lo aísla del exterior.
Los cables que sólo tienen un hilo conductor se denominan cables unifilares. Los cables que tienen muchos hilos se denominan multifilares.
2.5.1 Hay muchos tipos de cables
Una manera de clasificar los cables es según el número de conductores que contiene.Si el cable tiene un sólo conductor se denomina cable monopolar, si tiene dos conductores asociados se denomina bipolar, tres conductores tripolar, cuatro conductores tetrapolar. Si tiene muchos conductores se denomina multipolar.
2.5.2 A veces los conductores no son cables
Dentro del ratón del ordenador que utilizas hay un circuito electrónico. En la parte posterior tiene conductores que no son cables, sino pistas de cobre que conectan los componentes electrónicos entre sí. Este sistema, que permite automatizar la construcción de circuitos electrónicos, se denomina circuito impreso.
Los circuitos impresos permiten construir circuitos sin utilizar cables, en su lugar utilizan láminas de cobre en forma de pistas sobre una placa de plástico. Se usan en todos los aparatos electrónicos, como televisores, vídeos, aparatos de radio, etc.
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3. MAGNITUDES ELÉCTRICAS
3.1 MAGNITUDES ELÉCTRICAS
Una magnitud es todo aquello que se puede medir, por ejemplo la temperatura, la longitud, el volumen o la velocidad. La electricidad tiene 3 magnitudes fundamentales: la resistencia, la tensión y la intensidad.
3.2 LA RESISTENCIA ELÉCTRICA
La resistencia es la oposición que ofrecen los componentes de un circuito al paso de la corriente eléctrica. La unidad de medida es el ohmio. Si hacemos un símil entre la electricidad y el agua, la resistencia de un componente eléctrico es como una reducción de sección en una tubería.
3.2.1 A veces nos interesa tener poca resistencia, otras veces mucha
Todos los elementos que intervienen en los circuitos tienen resistencia eléctrica, 'frenan' la circulación de la corriente. A veces interesa que sea baja, como en los cables, para que dejen pasar la corriente con total facilidad. Otras nos interesa que sea alta, para dificultar el paso de la corriente, como en los resistores de carbón que se utilizan para ajustar circuitos electrónicos o en las resistencias de radiadores y secadores, diseñadas para producir calor.
3.2.2 Medida de la resistenciaLa resistencia se mide con un aparato llamado óhmetro, aunque habitualmente se utiliza un polímetro, un aparato de medida polivalente que lleva integrado un óhmetro.
MEDIDA DE LA RESISTENCIA ELÉCTRICA CON UN POLÍMETRO
1. Primero debes asegurarte que el elemento a medir no está alimentado .
2. Gira el selector del polímetro hasta una posición para medida de resistencias,de la zona marcada con la letra omega.
3. Introduce las sondas en las conexiones.
4. Observa la pantalla. Si marca cero significa que has elegido una escala demasiado grande, cambia el selector a la siguiente escala más pequeña. Si sigue marcando cero o un valor muy pequeño, vuelve a cambiar.
5. A veces en la pantalla aparece una I minúscula. Es necesaria cambiar el selector a una posición mayor.
6. Para obtener una medida precisa, debes conseguir que aparezca en la pantalla el número más significativo posible.
7. Si en la pantalla aparece un número precedido por un punto, debes suponer que antes del punto figura un cero.
8. Por último, debes añadir las unidades al número que aparece en la pantalla.
3.3 LA TENSIÓN ELÉCTRICA
Para hacer funcionar un circuito eléctrico, necesitamos un generador. La característica fundamental de un generador es su tensión eléctrica, que también recibe los nombres de voltaje y diferencia de potencial. Se mide en voltios, abreviadamente una uve mayúscula (V).
La tensión eléctrica de un generador es similar a la tensión elástica de un muelle: cuanto más comprimido está un muelle, más tensión elástica tiene, y más fuerte puede empujar al ser liberado.
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3.3.1 Tensión y corriente eléctrica
Cuanta más tensión tenga un generador eléctrico, más impulso puede proporcionar a los electrones para que atraviesen un circuito, provocando una corriente eléctrica mayor. Así, una pila de 9 V tiene más tensión que otra de 4,5 V y provoca corrientes eléctricas mayores (más electrones por segundo).
Podemos definir la tensión eléctrica como:
La tensión eléctrica es la energía con la que un generador impulsa los electrones que circulan por un circuito eléctrico.
3.3.2 Medida de tensión
La tensión se mide con un aparato llamado voltímetro, aunque, como en el caso de la medida de la resistencia, es más práctico usar un polímetro.
3.4 LA INTENSIDAD ELÉCTRICA
Los aparatos eléctricos funcionan gracias al movimiento de una gran cantidad de electrones a través de ellos. A esta circulación de electrones se le llama corriente eléctrica.
La corriente eléctrica puede ser de dos tipos: corriente continua, cuando el movimiento de los electrones es siempre en la misma dirección (en circuitos alimentados con pilas o baterías) y corriente alterna, cuando la dirección del movimiento de los electrones cambia alternativamente (en circuitos alimentados con la red eléctrica de los edificios).
La intensidad de la corriente eléctrica, o simplemente intensidad, es una magnitud que nos indica si la corriente es grande o pequeña. Se puede definir como la cantidad de carga eléctrica que pasa por la sección de un conductor cada segundo y su unidad de medida es el amperio (A). 1 amperio equivale al paso de 6,24 · 10 electrones por segundo.
Cuanto mayor sea la intensidad eléctrica que necesita un aparato para funcionar, mayor será su consumo: mayor gasto eléctrico tendrá y antes se acabará la pila si es un circuito de corriente continua. Por lo tanto, por razones económicas y ecológicas, interesa que la intensidad eléctrica que atraviesa cualquier circuito sea lo más pequeña posible.
3.4.2 Medida de la intensidad
La intensidad se mide con un aparato llamado amperímetro, aunque habitualmente se utiliza un polímetro, un aparato de medida que puede realizar medidas de diferentes magnitudes eléctricas.
4. LA LEY DE OHM
4.1 ¿Cómo calcular la intensidad de la corriente?
Cuando conectamos un receptor a un generador, como una resistencia a una pila, circula corriente eléctrica que atraviesa el receptor. Pero, ¿cómo podemos calcular cuál será la intensidad de la corriente que circulará, sin tener que utilizar instrumentos de medida?4.2 Antes de seguir con la Ley de Ohm...
Antes de ver en qué consiste la Ley de Ohm, vamos a ver dos experimentos simulados que nos ayudarán a entender mejor la teoría. En los experimentos utilizaremos un circuito formado por una pila y una resistencia.
4.3 Al aumentar la tensión, aumenta la intensidad
Qué pasa si modificamos la tensión que aplicamos a un circuito:
- Si la pila tiene una tensión de 0 V los electrones no tienen energía para circular, no hay corriente eléctrica.
- Si la pila tiene una tensión baja, los electrones tienen poca energía para circular, sólo unos pocos pueden atravesar el circuito. La intensidad de la corriente es pequeña.
- Si la pila tiene una tensión elevada, los electrones disponen de mucha energía para circular y muchos pueden atravesar el circuito. La intensidad de la corriente es grande.
4.4 Al aumentar la resistencia, disminuye la intensidad
Qué pasa si modificamos la resistencia del circuito:
- Si la resistencia del circuito es extremadamente grande, infinita en teoría, los electrones no pueden atravesarlo. No circula corriente eléctrica.
- Si la resistencia del circuito es elevada, pocos electrones pueden atravesarlo. La intensidad de la corriente eléctrica que circula es pequeña.
- Si la resistencia del circuito es baja, pueden atravesarlo muchos electrones. La intensidad de la corriente eléctrica que circula es grande.
- Si el circuito no tiene resistencia, o ésta es extremadamente baja, se produce lo que se llama un cortocircuito. Esto quiere decir que la cantidad de electrones que circulan es tan grande que pueden quemar el circuito o, si el generador es una pila o una batería, descargarlo en muy poco tiempo.
4.5 La Ley de Ohm
El científico Georg Simon Ohm descubrió que:
- Al aumentar la tensión de un circuito circula más corriente por él.
- Al aumentar la resistencia de un circuito circula menos corriente por él.
Con estos descubrimientos, enunció la ley que lleva su nombre: LEY DE OHM: La intensidad de la corriente que circula por un circuito cerrado es directamente proporcional a la tensión que se le aplica e inversamente proporcional a su resistencia eléctrica.
4.6 Tres ecuaciones iguales
La ley de Ohm relaciona la intensidad, la tensión y la resistencia de un circuito. No sólo sirve para calcular la intensidad de la corriente eléctrica, si conocemos dos de los tres parámetros podemos encontrar fácilmente el otro, sólo es necesario despejar la ecuación.
4.7 El triángulo de la Ley de Ohm
Existe una manera muy sencilla de recordar las tres ecuaciones anteriores: el triángulo de la ley de Ohm. Tapando con el dedo la magnitud que nos interesa conocer (intensidad, tensión o resistencia), obtenemos rápidamente la ecuación que debemos aplicar.
ELECTRICIDAD 2
1. CIRCUITOS EN SERIE
2. CIRCUITOS EN PARALELOS
3. CIRCUITOS MIXTOS
4. IMANES Y ELECTROIMANES
5. GENERADORES
6. EL MOTOR ELÉCTRICO
1. CIRCUITOS EN SERIE
1.1 CONEXIÓN EN SERIE DE GENERADORES.
Se dice que dos o más generadores están en serie cuando están conectados uno detrás de otro. Pero el borne positivo de un generador debe estar conectado al borne negativo del siguiente.
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1.2 EN SERIE, SE SUMA LA TENSIÓN DE TODOS LOS GENERADORES.
Si conectamos varios generadores en serie, la tensión total del conjunto será la suma de las tensiones de cada generador. Es decir: V total = V1 + V2 + ... + Vn
1.3 A MAYOR TENSIÓN, MAYOR POTENCIA.
Al aumentar la tensión que se aplica a un circuito, se aumenta también la potencia que éste puede proporcionar. Esto es de gran importancia para diseñar aparatos eléctricos portátiles: sólo tenemos que poner más pilas en serie para obtener un aparato más potente. Una linterna que tiene 3 pilas conectadas en serie iluminará más que una que tenga sólo 2 pilas, ya que es más potente.
1.4 ALGUNOS GENERADORES TIENEN TRAMPA.
Algunas pilas o baterías que parecen generadores individuales son, en realidad, un grupo de generadores más pequeños conectados en serie. Un ejemplo son las pilas de petaca. En su interior encontramos 3 pilas cilíndricas conectadas en serie. Cada pila cilíndrica tiene una tensión de 1,5 V, por lo que la pila de petaca proporciona 4,5 V.
1.5 CÉLULAS SOLARES CONECTADAS EN SERIE.
Además de pilas y baterías, otro ejemplo común de conexión en serie de generadores son los paneles solares. Una célula solar individual produce muy poca tensión, alrededor de 0,5 V, por lo que es necesario agruparlas en paneles. En un panel solar las células individuales se conectan en serie para obtener mayores tensiones.
1.6 CONEXIÓN EN SERIE DE RECEPTORES.
Dos o más receptores (bombillas, motores, zumbadores, etc.) están en serie cuando se conectan uno detrás del otro, compartiendo el mismo cable.
1.7 CONEXIÓN DE BOMBILLAS EN SERIE.
Existen varias maneras de conectar correctamente dos o más bombillas en serie, las puedes ver a continuación:
1.8 OTROS EJEMPLOS DE CIRCUITOS CON RECEPTORES EN SERIE.
Más ejemplos de circuitos con diversos tipos de receptores conectados en serie:
- Dos motores eléctricos conectados en serie, alimentados por una pila de petaca (4,5 V).
- Una bombilla, un motor y un zumbador conectados en serie, alimentados por una pila prismática de 9 V.
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1.9 SI UN RECEPTOR EN SERIE FALLA, DEJAN DE FUNCIONAR TODOS LOS DEMÁS
En la conexión en serie, la corriente eléctrica debe atravesar todos los receptores para hacer funcionar el circuito. Esto tiene un problema: si uno de los receptores se avería, como una bombilla que se funde, la corriente no puede circular y ninguno de los demás receptores del circuito funciona.
1.10 LOS RECEPTORES EN SERIE SE REPARTEN LA TENSIÓN DEL GENERADOR.
Los receptores en serie se reparten la tensión que proporciona el generador de forma proporcional a su resistencia. Si todos los receptores son iguales, el caso más sencillo, todos estarán sometidos a la misma tensión. Por ejemplo: si conectamos 3 bombillas iguales a una pila de 4,5 voltios, a cada una le corresponderá sólo 1,5 voltios (4,5 voltios divididos entre 3 bombillas).
2. CIRCUITOS EN PARALELO
2.1 CONEXIÓN EN PARALELO DE GENERADORES.
2.2 EJEMPLO DE CIRCUITO CON DOS PILAS EN PARALELO.
A la derecha puedes ver un ejemplo de circuito que tiene una pila y dos bombillas conectadas en paralelo.
2.3 DOS O MÁS GENERADORES EN PARALELO PROPORCIONAN LA MISMA TENSIÓN QUE UNO SOLO.
No se deben conectar nunca en paralelo generadores que tengan tensiones diferentes, ya que entonces parte de la corriente que sale del generador de mayor tensión irá hacia el de menor tensión, lo cual disminuye el rendimiento del conjunto. Si conectamos varios generadores en paralelo de forma correcta, es decir, que tengan la misma tensión, la tensión del conjunto será la misma que la de uno solo.
2.4 LA CONEXIÓN EN PARALELO DE PILAS Y BATERÍAS AUMENTA LA AUTONOMÍA DEL CIRCUITO.
Una gran ventaja de la conexión en paralelo de pilas y baterías es que permite aumentar la autonomía (el tiempo que pueden funcionar) de los circuitos que alimentan.
2.5 LAS CENTRALES ELÉCTRICAS SE CONECTAN EN PARALELO ENTRE SÍ.
Las centrales eléctricas se conectan en paralelo entre ellas para inyectar corriente a la red eléctrica. La conexión en paralelo permite que la corriente que proporciona cada central se sume a la que producen las demás.
2.6 CONEXIÓN EN PARALELO DE RECEPTORES.
Para conectar receptores en paralelo, el cable principal que proviene del generador se debe bifurcar en dos o más cables, tantos como receptores.
2.7 LA TENSIÓN DEL GENERADOR LLEGA A TODOS LOS RECEPTORES CONECTADOS EN PARALELO.
En paralelo, los receptores reciben toda la tensión que proporciona el generador, como si estuvieran conectados directamente. Por ejemplo, si conectamos 2 bombillas a una pila de 4,5 V, cada una estará sometida a una tensión de 4,5 V.
2.8 SI UNO DE LOS RECEPTORES SE APAGA O SE ESTROPEA, LOS DEMÁS SIGUEN FUNCIONANDO.
En este tipo de circuito, la corriente eléctrica circula por diferentes ramales. Si uno de estos ramales está abierto, como sucede si se funde una bombilla o se apaga un electrodoméstico, la corriente puede circular por los otros ramales sin problemas.
2.9 UN PAR DE EJEMPLOS MÁS DE RECEPTORES CONECTADOS EN PARALELO.
1. Los faros de un automóvil: Los faros de un coche están conectados en paralelo. De esta manera, si uno se funde, los demás siguen funcionando.
2. Los electrodomésticos de una vivienda: Todos los electrodomésticos de una vivienda están conectados en paralelo a la red eléctrica.
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2.10 CUANTOS MÁS RECEPTORES EN PARALELO, MÁS RÁPIDAMENTE SE DESCARGAN LAS PILAS.
Cuantos más receptores en paralelo se conecten a un generador, más corriente eléctrica deberá suministrar. En el caso de las pilas y baterías, la consecuencia será que se descargarán antes.
Hablamos de conexión mixta, o serie-paralelo, cuando un circuito tiene unos componentes conectados en serie y otros conectados en paralelo.
3.2 UNA LINTERNA CON PILAS EN CONEXIÓN MIXTA.
Para construir una linterna potente y que pueda funcionar muchas horas, se utilizan pilas conectadas entre sí en serie-paralelo. Una linterna utiliza un grupo de tres pilas conectadas en serie para obtener la tensión que necesita una bombilla potente. Para aumentar el tiempo que puede permanecer encendida, se conectan en paralelo dos de estos grupos de pilas. De esta manera conseguimos potencia y autonomía.
3.3 LAS CONEXIONES MIXTAS SON MUY COMUNES EN LOS CIRCUITOS ELECTRÓNICOS.
4. IMANES Y ELECTROIMANES.
Un imán, o imán permanente, es un cuerpo que tiene la propiedad de atraer objetos de hierro (también de níquel y cobalto). A esta propiedad se le denomina magnetismo y a las fuerzas que intervienen fuerzas magnéticas.
Los imanes se fabrican a partir de aleaciones de metales y se pueden hacer con la forma que queramos, en forma de barra, en forma de herradura, etc.
4.2 LOS IMANES TIENEN DOS POLOS.
Los imanes tienen dos caras diferentes llamados polos: un polo norte (N) y un polo sur (S). La manera más fácil de identificar los polo de un imán es utilizando una brújula. La brújula es un pequeño imán en forma de aguja que señala al norte de la Tierra. Si acercamos una brújula a un imán, la aguja siempre apuntará hacia el polo sur del imán.
4.3 CAMPO MAGNÉTICO DE UN IMÁN.
Cuantos más receptores en paralelo se conecten a un generador, más corriente eléctrica deberá suministrar. En el caso de las pilas y baterías, la consecuencia será que se descargarán antes.
3. CIRCUITOS MIXTOS.
3.1 CONEXIÓN MIXTA O SERIE - PARALELO.
Hablamos de conexión mixta, o serie-paralelo, cuando un circuito tiene unos componentes conectados en serie y otros conectados en paralelo.
3.2 UNA LINTERNA CON PILAS EN CONEXIÓN MIXTA.
Para construir una linterna potente y que pueda funcionar muchas horas, se utilizan pilas conectadas entre sí en serie-paralelo. Una linterna utiliza un grupo de tres pilas conectadas en serie para obtener la tensión que necesita una bombilla potente. Para aumentar el tiempo que puede permanecer encendida, se conectan en paralelo dos de estos grupos de pilas. De esta manera conseguimos potencia y autonomía.3.3 LAS CONEXIONES MIXTAS SON MUY COMUNES EN LOS CIRCUITOS ELECTRÓNICOS.
Las conexiones mixtas de receptores eléctricos, como bombillas, motores o zumbadores, no son muy comunes. En cambio, la mayoría de los componentes que forman los circuitos electrónicos (resistores, LED, transistores, diodos, etc.) están conectados de esta manera.
4. IMANES Y ELECTROIMANES.
4.1 MAGNETISMO.
Un imán, o imán permanente, es un cuerpo que tiene la propiedad de atraer objetos de hierro (también de níquel y cobalto). A esta propiedad se le denomina magnetismo y a las fuerzas que intervienen fuerzas magnéticas.Los imanes se fabrican a partir de aleaciones de metales y se pueden hacer con la forma que queramos, en forma de barra, en forma de herradura, etc.
4.2 LOS IMANES TIENEN DOS POLOS.
Los imanes tienen dos caras diferentes llamados polos: un polo norte (N) y un polo sur (S). La manera más fácil de identificar los polo de un imán es utilizando una brújula. La brújula es un pequeño imán en forma de aguja que señala al norte de la Tierra. Si acercamos una brújula a un imán, la aguja siempre apuntará hacia el polo sur del imán.
4.3 CAMPO MAGNÉTICO DE UN IMÁN.
Se llama campo magnético a la zona del espacio de alrededor de un imán en la que se puede apreciar los efectos de su fuerza magnética. Es posible visualizar la forma del campo magnético de un imán espolvoreando limaduras de hierro a su alrededor. Las limaduras se irán distribuyendo siguiendo las líneas de fuerza del campo magnético.
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4.4 LA LEY DE LOS POLOS.
Cuando dos imanes se acercan, sus campos magnéticos interaccionan entre sí creando fuerzas de atracción o de repulsión. Es muy simple: los polos iguales se repelen, los polos diferentes se atraen.
4.5 APLICACIONES DE LOS IMANES.
Los imanes tienen numerosas aplicaciones tecnológicas: motores eléctricos, generadores, altavoces, aparatos de medida, sujeciones, etc.
4.6 ELECTROMAGNETISMO
En el año 1820 el físico danés Hans Christian Oersted hizo un descubrimiento sorprendente. Se dio cuenta de que, si acercaba un cable eléctrico a una brújula, la aguja de la brújula (que es un imán) se movía. Con este experimento se puso de manifiesto por primera vez que la electricidad y el magnetismo están relacionados.
Otros científicos que vinieron después, especialmente James Clerk Maxwell, estudiaron con más profundidad este problema y llegaron a la conclusión que electricidad y magnetismo son diferentes manifestaciones de un mismo fenómeno, por lo que en la actualidad se habla de electromagnetismo.
4.7 ELECTROIMANES.
Una de las aplicaciones más frecuentes del electromagnetismo son los electroimanes. Un electroimán es un componente eléctrico que se comporta como un imán cuando circula corriente eléctrica por su interior. Está formado por una bobina de hilo conductor (con aislante) enrollada alrededor de un núcleo de hierro o acero. 4.8 CAMBIO DE LA POLARIDAD DE UN ELECTROIMÁN
Es muy fácil cambiar la polaridad de un electroimán, es decir, la manera como están colocados sus polos. Sólo hay que cambiar la polaridad de la corriente que lo alimenta.
4.9 APLICACIONES DE LOS ELECTROIMANES.
Los electroimanes tienen muchas ventajas respecto a los imanes permanentes: se pueden conectar y desconectar, cambiar su polaridad y pueden ser mucho más potentes. Estas características los hace útiles en numerosas aplicaciones.
5. GENERADORES.
5.1 INTRODUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA.
Ahora veremos que también es posible que un campo magnético genere corriente eléctrica. A este fenómeno se le conoce como inducción electromagnética y fue descubierto por el físico inglés Michael Faraday en 1831.
Ahora veremos que también es posible que un campo magnético genere corriente eléctrica. A este fenómeno se le conoce como inducción electromagnética y fue descubierto por el físico inglés Michael Faraday en 1831.
Faraday descubrió que si movemos un imán cerca de un conductor eléctrico, en el interior del conductor se genera un movimiento de electrones, es decir, corriente eléctrica. La cantidad de corriente será mayor cuanto más rápido sea el movimiento del imán. Si el imán se para, cesa la corriente. A la corriente generada mediante inducción electromagnética se le llama corriente inducida.
5.2 GENERADORES ELÉCTRICOS.
La inducción electromagnética es la base del funcionamiento del tipo de generadores eléctricos más utilizados: los generadores dinamoeléctricos. Son generadores que transforman energía mecánica de rotación en energía eléctrica y se utilizan en casi todas las centrales eléctricas: térmicas, eólicas, hidroeléctricas, nucleares, etc.El ejemplo más sencillo de generador dinamoeléctrico es el de la bicicleta. Consiste en una bobina de hilo conductor y un imán giratorio.
6. EL MOTOR ELÉCTRICO.
6.1 ¿QUÉ ES UN MOTOR ELÉCTRICO?
Un motor eléctrico es una máquina que transforma la energía eléctrica en energía mecánica de rotación.
En casa:
- juguetes
- cepillos de dientes
- maquinillas de afeitar
- ventiladores a pilas
- cámaras de fotos
- radiocasetes y walkmans
- taladros de batería
- ventiladores de ordenador
En vehículos:
- limpiaparabrisas
- elevalunas eléctricos
- ventilador del motor
Y en muchos más sitios...
6.2 EL MOTOR DE IMANES PERMANENTES.
Hay muchos tipos de motores eléctricos. En esta unidad estudiaremos el motor eléctrico de corriente continua de imanes permanentes, el motor eléctrico de funcionamiento más sencillo y uno de los más utilizados. Estos motores están presentes en un gran número de aparatos eléctricos y electrónicos.
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6.3 UN MOTOR ELÉCTRICO POR DENTRO.
Partes de un motor eléctrico:
- Imanes. Crean fuerzas magnéticas fijas que interactúan con las fuerzas magnéticas variables que generan los electroimanes. El conjunto de los imanes y las demás piezas que no giran se llama estator.
- Rotor. Es el conjunto de las piezas que giran. Básicamente los electroimanes, el colector y el eje.
- Electroimanes. Crean fuerzas magnéticas variables que interactúan con las generadas por los imanes y hacen que el motor gire. Están formados por una bobina de hilo conductor y un núcleo de hierro o acero.
- Eje. Es un cilindro alargado de acero. Hace posible el movimiento giratorio del rotor. En él se instalan engranajes o poleas en el exterior del motor para transmitir la rotación a todo tipo de máquinas.
- Colector. Está formado por unas laminas de cobre por las que entra la electricidad desde el exterior hasta los electroimanes del rotor. Las laminillas reciben el nombre de delgas.
- Escobillas. Son piezas de grafito o cobre (como en este caso) que rozan continuamente en el colector. Su función es permitir el paso de corriente desde el exterior hasta los electroimanes del rotor.
- Carcasa. La carcasa es la estructura que da rigidez al motor y protege sus piezas delicadas.
- Imanes. Crean fuerzas magnéticas fijas que interactúan con las fuerzas magnéticas variables que generan los electroimanes. El conjunto de los imanes y las demás piezas que no giran se llama estator.
- Rotor. Es el conjunto de las piezas que giran. Básicamente los electroimanes, el colector y el eje.
- Electroimanes. Crean fuerzas magnéticas variables que interactúan con las generadas por los imanes y hacen que el motor gire. Están formados por una bobina de hilo conductor y un núcleo de hierro o acero.
- Eje. Es un cilindro alargado de acero. Hace posible el movimiento giratorio del rotor. En él se instalan engranajes o poleas en el exterior del motor para transmitir la rotación a todo tipo de máquinas.
- Colector. Está formado por unas laminas de cobre por las que entra la electricidad desde el exterior hasta los electroimanes del rotor. Las laminillas reciben el nombre de delgas.
- Escobillas. Son piezas de grafito o cobre (como en este caso) que rozan continuamente en el colector. Su función es permitir el paso de corriente desde el exterior hasta los electroimanes del rotor.
- Carcasa. La carcasa es la estructura que da rigidez al motor y protege sus piezas delicadas.
6.4 IMANES Y ELECTROIMANES.
El funcionamiento de los motores eléctricos está basado en las propiedades de los imanes y electroimanes. Haremos un repaso rápido de sus características.
6.4.1. Imanes
Un imán (o imán permanente) es un cuerpo que tiene la propiedad de atraer objetos de hierro o acero. Tiene dos polos: un polo norte (N) y un polo sur (S).
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6.4.2 Electroimanes
Un electroimán es un componente eléctrico que se convierte en un imán cuando lo atraviesa la electricidad. Está formado por una bobina de hilo conductor enrollada alrededor de un núcleo de hierro o acero. También tiene un polo norte (N) y un polo sur (S), pero sólo cuando está activado.
6.4.3 La ley de los polos
El funcionamiento de los motores eléctricos está basado en las propiedades de los imanes y electroimanes. Haremos un repaso rápido de sus características.
Un imán (o imán permanente) es un cuerpo que tiene la propiedad de atraer objetos de hierro o acero. Tiene dos polos: un polo norte (N) y un polo sur (S).
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6.4.2 Electroimanes
Un electroimán es un componente eléctrico que se convierte en un imán cuando lo atraviesa la electricidad. Está formado por una bobina de hilo conductor enrollada alrededor de un núcleo de hierro o acero. También tiene un polo norte (N) y un polo sur (S), pero sólo cuando está activado.
6.4.3 La ley de los polos
Esta ley nos predice el comportamiento que tienen dos imanes cuando los acercamos: los polos iguales se repelen, los polos diferentes se atraen. Los electroimanes también cumplen la ley de los polos.
