¿Qué es la electricidad? La electricidad es una de las formas mas usadas en el

mundo actual. En nuestras casas, la electricidad permite que funcionen

las lámparas eléctricas, la televisión, la tostadora ymuchas otras cosas. Es muy difícil imaginar nuestra vidasin ella.

Para entender qué es la electricidad debemos comenzarcon los átomos.

Los átomos son pequeñas partículas, muy difíciles de ver,y son los elementos con los que está hecho todo anuestro alrededor.

Carga eléctrica Un átomo está compuesto por protones,

electrones y neutrones. El centro de un átomose llama “núcleo” y está compuesto porprotones y neutrones.

Alrededor del núcleo viajan los electrones (enigual cantidad que los protones) a granvelocidad.

Los protones y electrones tienen unapropiedad llamada carga eléctrica, la de losprotones es de signo positivo y la de loselectrones es de signo negativo y tienen elmismo valor. Los neutrones no tienen carga.

Carga eléctrica La mayoría de los cuerpos son eléctricamente

neutros.

Si tienen exceso de carga + ó – significa que estáncargados eléctricamente.

Se llama ión al átomo o grupo de átomoscargados eléctricamente.

Si el exceso de carga es positiva (pierdeelectrones) se llama ión positivo ó catión.

Si el exceso de carga es negativa (ganaelectrones) se llama ión negativo ó anión.

Las partículas que tienen cargas del mismo signose repelen. Los protones y electrones se atraenentre sí porque tienen cargas de distinto signo.

Electricidad estática El Griego Tales de Mileto (600 a.C) fue el primero en descubrir la

electricidad estática: observó que la piedra ámbar tenia la propiedad deatraer objetos al ser frotada, por ejemplo con una piel.

Electricidad estática es el exceso de carga eléctrica que acumulan algunosmateriales, en general por frotamiento, por ejemplo: prendas de vestir,chapa de los coches, etc.

Conductores y aislantes

Conductor: Materiales que permiten el paso de la corriente eléctrica. Los metales son los mejores conductores: hierro, cobre, aluminio y metales con sus aleaciones (acero). Existen otros materiales no metálicos que también poseen la propiedad de conducir la electricidad, como el grafito o las disoluciones y soluciones salinas (por ejemplo, el agua de mar).

Aislantes: Materiales que impiden el paso de la corriente eléctrica. Ejemplos: corcho, madera, plástico.

La corriente eléctrica Es el paso de cargas eléctricas a través de un material conductor. Se

produce cuando hay desequilibrio de cargas entre dos puntos de unconductor.

Lo que circulan a través del conductor son los electrones.

El sentido convencional de circulación de la corriente eléctrica es desde elnegativo hacia el positivo. Pero la intensidad de la corriente va en sentidocontrario (positivo a negativo) y es el que se utiliza para resolver circuitos.

Efectos de la corriente eléctrica Efecto Calorífico: La corriente eléctrica calienta los

conductores. Planchas, estufas, cocinas eléctricas.

Efecto luminoso: Al aumentar la temperatura, los materiales emiten luz (incandescencia). Bombillas, lámparas halógenas, tubos fluorescentes.

Efecto magnético: cuando alrededor de los conductores que transportan las corrientes eléctricas se producen campos magnéticos. Así, cuando se acerca una aguja magnética a un conductor que transporta corriente, se observa que la aguja se desvía bruscamente de su posición. Este efecto se aprovecha para producir movimiento , por ejemplo en los motores eléctricos. Otra aplicación es el electroimán.

Efecto químico: La corriente eléctrica provoca reacciones químicas (electrólisis) cuando atraviesa determinadas sustancias. Batería eléctrica ó pila.

Circuitos Eléctricos Es un conjunto de elementos conectados

entre sí mediante conductores por los quecircula corriente eléctrica.

Para que se produzca la circulación eléctrica a través de un material conductor se necesita lo siguiente:

Un dispositivo que suministre la energía necesaria para producir el movimiento de los electrones a través del circuito. Estos dispositivos son generadores, pilas o baterías.

Un circuito cerrado por el que puedan circular los electrones continuamente.

Un receptor.

Componentes de un circuito eléctrico Generador: Produce la energía que debemos suministrar al circuito para

provocar el movimiento de electrones a través de él Tensión.

Crea y mantiene la tensión para que se produzca la corriente eléctrica. Pilas o baterías

Conductores: Material por donde circula la corriente. Cables de cobre o aluminio

Receptores: Reciben la energía eléctrica y la transforman en otras formas de energía: calor, luz, movimiento, sonido. Resistencias eléctricas, bombillas, motores y timbres.

Elementos de maniobra: Son elementos que interrumpen ó dirigen el paso de la corriente eléctrica. Pulsadores, interruptores, conmutador y llaves de cruce (sirve para cambiar el sentido de la corriente)

Elementos de protección: Elementos para proteger a las personas o al circuito de contactos eléctricos o sobrecargas (incendios). Fusibles e interruptores automáticos en cuadro distribución de las viviendas.

Componentes eléctricosLÁMPARAS: Transforman energía eléctrica en energía

luminosa.

Lámparas de Incandescencia: Formadas por una ampollade vidrio que tiene en su interior un alambre muy finollamado filamento que se calienta al paso de la corrienteeléctrica y emite luz y calor.

Lámparas de descarga: Funcionan por luminiscencia (esuna forma de "luz fría" en la que la emisión de luz esprovocada en condiciones de temperatura ambiente obaja). Formadas por un tubo de vidrio que contiene doselectrodos (es un conductor eléctrico utilizado para hacercontacto con una parte no metálica de un circuito) y estárelleno de gas (vapor de mercurio o sodio). Cuando seproduce la descarga eléctrica, el gas desprende luz.Consumen menos que las de incandescencia.

Componentes eléctricos Lámparas de diodos o LED: Algunos materiales tienen la propiedad

de emitir luz, sin desprender apenas calor, cuando les atraviesa lacorriente eléctrica. Dependiendo del material emiten un colordeterminado. Son mas duraderas, consumen veinte veces menosque una bombilla incandescente y duran años, pero hoy en día sonmuy caras.

Componentes eléctricosELECTROIMÁN: Es una bobina de cable enrollado alrededor de un

material de hierro u otro ferromagnético. Cuando circula corriente através de él, se comporta como un imán y cuando se desconecta lacorriente, sus propiedades magnéticas desaparecen.

Componentes eléctricosMOTORES: Transforman energía eléctrica en energía mecánica. Los

mas sencillos están formados por una bobina de hilo conductor yunos imanes. Cuando circula corriente por la bobina, ésta secomporta como un imán y debido a las fuerzas de atraccion-repulsion que se generan hacen que el motor gire.

Componentes eléctricosPULSADORES: Es un componente eléctrico que sólo actúa cuando se

oprime y deja de actuar cuando se suelta.

Dos tipos:

I. Contactos abiertos: Deja pasar la corriente cuando se pulsa.

II. Contactos cerrados: Interrumpe la corriente cuando se suelta.

Componentes eléctricosINTERRUPTORES: Es un componente eléctrico

cuya función es abrir o cerrar el circuito.

Dos tipos:

I. Accionamiento manual: Se accionamanualmente para abrir o cerrar el circuito.

II. Accionamiento automático: Se colocan enprotección de viviendas y desconectan todo elcircuito cuando se produce una derivación decorriente, por ejemplo, al tocar un cablepelado.

Componentes eléctricosCONMUTADORES: Es un componente eléctrico que relaciona dos

circuitos o dos ramas diferentes de un circuito. Le llegan trescables, uno es común y los otros dos permiten seleccionar uno uotro circuito.

Componentes eléctricosLLAVES DE CRUCE: Es un interruptor de cuatro contactos conectados

dos a dos, de manera que, al accionarlo, se cruzan las conexiones.Sirven para cambiar el sentido de la corriente.

Magnitudes eléctricas básicas.

Magnitud Unidad Definición

Intensidad (I) Amperios (A) Número de electrones que atraviesa un conductor en un segundo

Voltaje (V) Voltios (V) Diferencia de potencial entre dos puntos que origina el movimiento de los electrones.

Resistencia (R) Ohmios (Ω) capacidad de un material de dificultar el paso de la corriente eléctrica

Ley de Ohm.•La ley de Ohm relaciona la resistencia eléctrica,intensidad de corriente y diferencia de potencial delsiguiente modo:

V = I . R

V, diferencia de potencial en voltios, V

I, Intensidad de corriente en Amperios, A

R, Resistencia eléctrica en ohmios, Ω

•Podemos deducir las siguientes expresiones:

R = V / I I = V / R

•Ejemplo:

¿Que intensidad circulará por este circuito si la resistencia es de 100 Ohmios, y el voltaje de 25 V?

I=V/R=25/100=0.25A=250mA

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Triangulo de Ohm

Es una regla nemotécnica que nos ajuda a

determinar la formula que habremos de aplicar en

cada caso.

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Elementos y símbolos.

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Circuitos eléctricos

Conexiones eléctricasESQUEMA ELÉCTRICO: Es una representación en papel de cómo se tienen que

conectar los elementos de un circuito.

Dos tipos:

I. CONEXIÓN EN SERIE: En el circuito serie los elementos se conectan unos a continuación de otros.

La corriente que recorre cada uno de los elementos es la misma.

La tensión de la fuente, no es la misma sino que se reparte entre los diferentes elementos y por lo tanto no funcionan eficazmente.

Además, si alguno de los elementos se avería, la corriente se interrumpe y el circuito deja de funcionar.

Conexiones eléctricasII. CONEXIÓN EN PARALELO: En el circuito paralelo todos los elementos se

conectan a los terminales + y – de la fuente de tensión.

La corriente que proporciona la fuente no es la misma que la que circula por los diferentes elementos.

La tensión que proporciona la fuente sobre cada elemento es la misma, por lo que pueden funcionar eficazmente.

Si alguno de los elementos se estropea no impide el funcionamiento del resto de los elementos del circuito.

Conexiones eléctricas Las dos formas de conexión se pueden

combinar para formar circuitos mixtos.

Comportamiento de la intensidad y el voltaje en un circuito.La intensidad se conserva en serie y se reparte en paralelo.

a) Serie

Rt=R1+R2

It=I1=I2=V/Rt

V1=ItxR1

V2=ItxR2

b) Paralelo

1/Rt=1/R1+1/R2

It=I1+I2

I1=V/R1

I2=V/R2