COLEGIO PÚBLICO BELLO HORIZONTEDISCIPLINA: FÍSICA

NIVEL: UNDÉCIMO GRADOCONTENIDO: CORRIENTE ELÉCTRICA, REQUISITOS PARA QUE CIRCULE LA CE, INTENSIDAD

DE LA CE, MAGNITUDES FUNDAMETALES BASICASLA CORRIENTE ELÉCTRICALo que conocemos como corriente eléctrica no es otra cosa que la circulación de cargas o electrones a través de un circuito eléctrico cerrado, que se mueven siempre del polo negativo al polo positivo de la fuente de suministro de fuerza electromotriz (FEM).

En un circuito eléctrico cerrado la .corriente circula siempre del polo. negativo al polo positivo de la .fuente de fuerza electromotriz.(FEM).

Al descubrirse los electrones como parte integrante de los átomos y principal componente de las cargas eléctricas, se descubrió también que las cargas eléctricas que proporciona una fuente de FEM (Fuerza Electromotriz), se mueven del signo negativo (–) hacia el positivo (+), de acuerdo con la ley física de que "cargas distintas se atraen y cargas iguales se rechazan".

REQUISITOS PARA QUE CIRCULE LA CORRIENTE ELÉCTRICA

Para que una corriente eléctrica circule por un circuito es necesario que se disponga de tres factores fundamentales:1. Fuente de fuerza electromotriz (FEM). 2. Conductor. 3. Carga o resistencia conectada al circuito. 4. Sentido de circulación de la corriente eléctrica.

1. Una fuente de fuerza electromotriz (FEM) como, por ejemplo, una batería, un generador o cualquier otro dispositivo capaz de bombear o poner en movimiento las cargas eléctricas negativas cuando se cierre el circuito eléctrico.

2. Un camino que permita a los electrones fluir, ininterrumpidamente, desde el polo negativo de la fuente de suministro de energía eléctrica hasta el polo positivo de la propia fuente. En la práctica ese camino lo constituye el conductor o cable metálico, generalmente de cobre.

3. Una carga o consumidor conectada al circuito que ofrezca resistencia al paso de la corriente eléctrica. Se entiende como carga cualquier dispositivo que para funcionar consuma energía eléctrica como, por ejemplo, una bombilla o lámpara para alumbrado, el motor de cualquier equipo, una resistencia que produzca calor (calefacción, cocina, secador de pelo, etc.), un televisor o cualquier otro equipo electrodoméstico o industrial que funcione con corriente eléctrica.

Cuando las cargas eléctricas circulan normalmente por un circuito, sin encontrar en su camino nada que interrumpa el libre flujo de los electrones, decimos que estamos ante un “circuito eléctrico cerrado”. Si, por el contrario, la circulación de la corriente de electrones se interrumpe por cualquier motivo y la carga conectada deja de recibir corriente, estaremos ante un “circuito eléctrico abierto”. Por norma general todos los circuitos eléctricos se pueden abrir o cerrar a voluntad utilizando un interruptor que se instala en el camino de la corriente eléctrica en el propio circuito con la finalidad de impedir su paso cuando se acciona manual, eléctrica o electrónicamente.

INTENSIDAD DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA

La intensidad del flujo de los electrones de una corriente eléctrica que circula por un circuito cerrado depende fundamentalmente de la tensión o voltaje (V) que se aplique y de la resistencia (R) en ohm que ofrezca al paso de esa corriente la carga o consumidor conectado al circuito. Si una carga ofrece poca resistencia al paso de la corriente, la cantidad de electrones que circulen por el circuito será mayor en comparación con otra carga que ofrezca mayor resistencia y obstaculice más el paso de los electrones.

Analogía hidráulica. El tubo del depósito "A", al tener un diámetro reducido, ofrece más resistencia a<la salida del líquido que el tubo del tanque "B", que tiene mayor diámetro. Por tanto, el caudal o cantidad.de agua que sale por el tubo "B" será mayor que la que sale por el tubo "A".

Mediante la representación de una analogía hidráulica se puede entender mejor este concepto. Si tenemos dos depósitos de líquido de igual capacidad, situados a una misma altura, el caudal de salida de líquido del depósito que tiene el tubo de salida de menos diámetro será menor que el caudal que proporciona otro depósito con un tubo de salida de más ancho o diámetro, pues este último ofrece menos resistencia a la salida del líquido.

La intensidad de la corriente eléctrica se designa con la letra ( I ) y su unidad de medida en el Sistema Internacional ( SI ) es el ampere (llamado también “amperio”), que se identifica con la letra ( A ).

EL AMPERE

De acuerdo con la Ley de Ohm, la corriente eléctrica en ampere ( A ) que circula por un circuito está

estrechamente relacionada con el voltaje o tensión ( V ) y la resistencia en ohm ( ) de la carga o consumidor conectado al circuito.br>

MEDICIÓN DE LA INTENSIDAD DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA O AMPERAJE

La intensidad de circulación de corriente eléctrica por un circuito cerrado se puede medir por medio de un amperímetro conectado en serie con el circuito o mediante inducción electromagnética utilizando un amperímetro de gancho. Para medir intensidades bajas de corriente se puede utilizar también un multímetro que mida miliampere (mA).La medición de la corriente que fluye por un circuito cerrado se realiza por medio de un amperímetro o un.miliamperímetro, según sea el caso,  conectado  en  serie  en  el  propio  circuito  eléctrico.  Para  medir. ampere se emplea el "amperímetro" y para medir milésimas de ampere se emplea el miliamperímetro.

MAGNITUDES ELÉCTRICAS FUNDAMENTALES

Las propiedades físicas fundamentales de la corriente eléctrica son

1. Intensidad ( I )2. Tensión ( V )3. Resistencia ( R )Intensidad, Amperaje o Corriente ( I ):

Esta magnitud se define como la cantidad de electrones que fluyen por un conductor en unidad de tiempo. La unidad para medir la intensidad de corriente eléctrica es el amperio y se simboliza con la letra (A) en mayúscula. A su vez el amperio es el paso de un columbio (≈6.28 x 10 ¹⁸ electrones) en un segundo a través de un conductor.Esta unidad del sistema internacional de unidades es nombrada así en honor a André-Marie Ampére. En las unidades del sistema internacional cuyo nombre proviene del nombre propio de una persona, la primera letra del   símbolo se escribe

con mayúscula (A), en tanto que su nombre siempre empieza con una letra minúscula (amperio), salvo en el caso que inicie una frase o titulo.Múltiplos: "más usados"1. kiloamperio (kA) = 1000 amperios2. megaamperio (MA) = 1'000,000 amperiosSubmúltiplos: "más usados"1. miliamperio (mA) = 0,001 amperio2. microamperio (µA) = 0,000001 amperio

Para realizar la medición de la magnitud de la corriente, amperaje o intensidad, se utiliza un amperímetro que se conecta en serie (fig. 1) con el circuito eléctrico por donde fluye la corriente que se desea medir. Estos instrumentos los hay de tipo análogo (fig. 1) o digital (fig. 2). Existe otro tipo de equipo de medición (fig. 2) con el cual no es necesario interrumpir el circuito eléctrico (pinza amperimetrica) con la cual se mide la corriente que hay en un conductor o circuito eléctrico de manera no invasiva. Estos instrumentos permiten medir el amperaje tanto en corriente alterna (AC) como corriente continua (CC) o directa (DC).

Tensión, Voltaje o Fuerza Electromotriz ( E ó U):Es la diferencia de potencial existente entre dos cargas. La unidad para medir tensión, Voltaje o Fuerza Electromotriz es el Voltio.VOLTIO ( V ):Es la diferencia de potencial que causa el paso de un columbio para producir un joule de trabajo. En otros términos, voltio es la diferencia de potencial eléctrico que existe entre dos puntos de un circuito, por el cual circula una corriente de un amperio, cuando la potencia desarrollada entre estos puntos es de un vatio.Esta unidad del sistema internacional de unidades es nombrada así en honor a Alessandro Volta. En las unidades del sistema internacional cuyo nombre proviene del nombre propio de una persona, la primera letra del   símbolo se escribe con mayúscula (V), en tanto que su nombre siempre empieza con una letra minúscula (voltio), salvo en el caso que inicie una frase o título.Múltiplos: "más usados"1. kilovoltio ( kV ) = 1000 voltios2. megavoltio ( MV ) = 1'000,000 de voltiosSubmúltiplos: "más usados"1. milivoltios ( mV ) = 0,001 voltio2. microvoltio ( µV ) = 0, 000001 voltiosPara realizar la medición de la magnitud del voltaje, se utiliza un voltímetro que se conecta en paralelo (fig. 3) con el circuito eléctrico cuya tensión se desea medir.

fig. 3

RESISTENCIA ( R ):

fig. 2

La resistencia se define como la oposición o dificultad que ofrece un conductor al paso de la corriente. La unidad fundamental para medir esta magnitud es el ohmio (Ω).OHMIO (Ω)Es la resistencia que ofrece una columna de mercurio de 106,3 cm de longitud y 1 mm² de sección al paso de la corriente.Esta unidad del sistema internacional de unidades es nombrada así en honor a Georg Ohm. En las unidades del sistema internacional la unidad de la resistencia es ohmio (Ω).Múltiplos: "más usados"1. kilohmio ( kΩ ) = 1000 ohmios2. megaohmio ( MΩ ) = 1'000,000 ohmiosSubmúltiplos: tiene muy poca utilización ya que el ohmio es de por sí una unidad muy pequeña.El instrumento que se emplea para medir esta magnitud es el ohmetro (fig 4). Al usar este instrumento el circuito no debe tener tensión alguna, y debe conectarse en paralelo con el elemento que se desea medir. Es muy común el uso del ohmetro para medir continuidad, es decir, para ver si el circuito está o no interrumpido.

fig. 4

El instrumento para medir grandes resistencias, aislamientos de los conductores y fugas a tierra se denomina megóhmetro otelurómetro (fig. 5); se conoce también como "megger" aunque este  termino corresponde a la marca comercial del primer instrumento portátil medidor de aislamiento eléctrico introducido en la industria eléctrica en 1889. Es por tanto incorrecto el utilizar el término "megger" como verbo en expresiones que se refieran a la utilización o medición de esta magnitud, ejemplo "se debe realizar el megeado del motor eléctrico".En realidad estos equipos son un tipo especial de ohmetro en el que la batería de baja tensión, de la que normalmente están dotados estos, se sustituye por un generador de alta tensión, de forma que la medida de la resistencia se hace con voltajes muy elevados.

GUÍA DE APRENDIZAJEREALICE LAS ACTIVIDADES QUE SE LE INDICAN A CONTINUACIÓN. EN SU CUADERNO Y EN FORMA INDIVIDUAL.1.- ¿Qué es la corriente eléctrica?2.- Explique a que se debe que en un circuito cerrado la corriente circula del polo negativo al polo positivo de la fuente electromotriz. Realice el esquema.3.- Mediante un esquema detalle los requisitos necesarios para que circule la corriente eléctrica.4.- Explique el concepto de intensidad de la corriente mediante la representación de la analogía hidráulica.5.- Enumere las magnitudes eléctricas fundamentales6.- Explique en qué consiste la magnitud eléctrica llamada intensidad7.- Explique en qué consiste la magnitud eléctrica llamada tensión, voltaje o fuerza electromotriz.8.- Explique en qué consiste la magnitud eléctrica llamada Resistencia

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NIVEL: UNDÉCIMO GRADOCONTENIDO: CORRIENTE ELÉCTRICA, REQUISITOS PARA QUE CIRCULE LA CE, INTENSIDAD

DE LA CE, MAGNITUDES FUNDAMETALES BASICASGUÍA DE APRENDIZAJE

REALICE LAS ACTIVIDADES QUE SE LE INDICAN A CONTINUACIÓN. EN SU CUADERNO Y EN FORMA INDIVIDUAL.1.- ¿Qué es la corriente eléctrica?2.- Explique a que se debe que en un circuito cerrado la corriente circula del polo negativo al polo positivo de la fuente electromotriz. Realice el esquema.3.- Mediante un esquema detalle los requisitos necesarios para que circule la corriente eléctrica.4.- Explique el concepto de intensidad de la corriente mediante la representación de la analogía hidráulica.5.- Enumere las magnitudes eléctricas fundamentales6.- Explique en qué consiste la magnitud eléctrica llamada intensidad7.- Explique en qué consiste la magnitud eléctrica llamada tensión, voltaje o fuerza electromotriz.8.- Explique en qué consiste la magnitud eléctrica llamada Resistencia