TEMA:

ELECTRICIDADELECTRICIDAD

ESC. DE CAPACITACION LABORAL ING. TELLO

ELECTRICIDAD

La materia está formada por átomos que, a su vez están constituidos por partículas diminutas:

•Protones: que poseen carga eléctrica positiva•Neutrones: no poseen carga•Electrones: que poseen carga eléctrica negativa y son responsables de la electricidad.

Cuando las cargas eléctricas negativas (electrones) circulan por un conductor se

produce la corriente eléctrica

INTRODUCCIÓN

ELECTRICIDAD

Pero no todos los materiales se comportan igual frente a la corriente eléctrica, algunos la conducen y se llaman conductores eléctricos; otros no la conducen y se llaman aisladores.

Conductores

Aislantes

ELECTRICIDAD

Conductores: Son materiales que permiten el flujo de electrones. Son buenos conductores el cobre, el oro, la plata, el aluminio y, en general, todos los metales.

Aislantes: Son materiales que no permiten que los electrones circulen libremente. La madera, el vidrio, el plástico y el aire son aislantes.

Además existen también los semiconductores, que son materiales que presentan propiedades intermedias entre los conductores y los aisladores. Los más importantes son el Silicio y el Germanio. Con estos materiales se fabrican componentes electrónicos, como el diodo, el transistor, los circuitos integrados y los microprocesadores.

ELECTRICIDAD

En la naturaleza se presentan diversos fenómenos eléctricos, como el rayo que es el más espectacular.

¿Por qué es tan importante la electricidad?

La electricidad como tal, es solo un fenómeno, pero cuando esta se transforma en otros tipos de energía resulta se muy útil para la humanidad.

ELECTRICIDADLa electricidad o energía eléctrica se

transforma principalmente en:

CALOR o energía caloríficaLUZ o energía luminosa

MOVIMIENTO o energía mecánica.SONIDO o energía sonora

INFORMACIÓN e IMÁGENES

El hombre necesita estas formas de energía, que son obtenidas a partir de

la energía eléctrica.

ELECTRICIDADEL CIRCUITO ELÉCTRICO Un circuito eléctrico es un recorrido cerrado por el cual circulan los electrones. Consta de los siguientes elementos:Generadores: proporcionan la energía necesaria para que se produzca la corriente eléctrica (movimiento de electrones). Las pilas, baterías y dinamos son generadores.Conductores: elementos a través de los cuales se desplazan las cargas eléctricas, es decir, cables, hilos de materiales metálicos (cobre, aluminio, hierro, wolframio, etc.).Receptores: donde se produce la transformación de la energía eléctrica en energía útil, como:

Las bombillas: transforman la electricidad en luz o energía luminosa Las resistencias: transforman la electricidad en calor o energía

calorífica Los motores: transforman la electricidad en movimiento o energía

mecánica

ELECTRICIDADEL CIRCUITO ELÉCTRICO Elementos de control: Permiten o impiden el paso de la

corriente eléctrica por el circuito. Los interruptores, pulsadores y conmutadores son ejemplos de elementos de control.

Elementos protectores: son elementos que protegen a los aparatos (receptores cuando hay subidas de tensión). Los fusibles son elementos protectores.

ELECTRICIDAD

Voltaje, tensión, o diferencia de potencial (V)Es la cantidad de energía que proporciona el generador a cada electrón para que éstos se muevan. Se mide en voltios (V). Para medir esta magnitud se utiliza un aparato denominado voltímetroIntensidad de corriente eléctrica (I)Es la carga o el número de electrones que atraviesan la sección de un conductor cada segundo. Se mide en amperios (A). Para medir la intensidad de corriente que pasa por un circuito se utiliza un aparato denominado amperímetroResistencia (R)Es la oposición que presenta un material al paso de la corriente eléctrica. Se mide en ohmios () mediante el empleo de un ohmímetro

V

A

MAGNITUDES ELÉCTRICAS BÁSICAS

ELECTRICIDAD

MAGNITUDES ELÉCTRICAS BÁSICAS

MÚLTIPLOS Y SUBMÚLTIPLOS DE LAS UNIDADES

Milivoltio (mV): 1 mV = 0,001 VKilovoltio (kV): 1 kV = 1.000 V

Miliamperio (mA): 1 mA = 0,001 A

Miliohmio (mΩ): 1 mΩ = 0,001 ΩKiloohmio (kΩ): 1 kΩ = 1.000 Ω

ELECTRICIDAD

MAGNITUDES ELÉCTRICAS BÁSICAS

V A

Existe un aparato denominado multímetro que reúne a los tres anteriores: voltímetro + amperímetro + ohmímetro. Dispone de las entradas suficientes para poder conectar un circuito y efectuar una medida de intensidad

(I), tensión (V) o de resistencia (R)

multímetro o téster.

+ +

ELECTRICIDAD

MAGNITUDES ELÉCTRICAS BÁSICAS (4)

Montaje de un voltímetro y

un amperímetro

Voltímetro

Amperímetro

Multímetro

ELECTRICIDADLEY DE OHMEn un circuito eléctrico las tres primeras magnitudes eléctricas (V, I, R) están relacionadas entre sí mediante la ley de Ohm.

RIV

V

I R

RVI

IVR

ELECTRICIDAD

LEY DE WATTPotencia eléctrica (P)Es la medida de la energía que consume un aparato eléctrico en cada unidad de tiempo (en 1 segundo). Se mide en vatios (W)

W

)( WIVP Un múltiplo muy empleado es el kilowatio:

1 kW = 1.000 W

Para medir esta magnitud se utiliza un aparato denominado vatímetro

ELECTRICIDAD

Energía eléctrica (E) La energía eléctrica consumida por un aparato eléctrico se calcula multiplicando la potencia por el tiempo que está funcionando el aparato. Se mide en julios (J).

tPE Una unidad muy empleada para la energía

eléctrica es el kilowatio hora (kW h):

tIVE

JhkW 000.600.3 1

RELACIÓN DE MAGNITUDES

ELECTRICIDAD

Tipos de concexión de circuitos eléctricos

A veces necesitamos conectar en un circuito más de dos receptores, por ejemplo, varias

bombillas o una bombilla más un motor. ¿Cómo pueden conectarse?

Conexión en serie

Si combinamos la conexión en serie y la conexión en paralelo tenemos una conexión

mixta

Existen 2 posibilidades

Conexión en

paralelo

ELECTRICIDADConexión en serie.La forma más simple de conectar 2 o más elementos en un

circuito eléctrico es colocándolos uno detrás del otro. Si tenemos varias pilas, un hilo conductor, un interruptor y

varias bombillas, por ejemplo, podemos colocarlos como indica la siguiente figura:

En este caso por todos los elementos del circuito circula la misma intensidad de corriente (I). Este tipo de conexión se llama conexión serie. Si tenemos dos lámparas iguales conectadas en serie, éstas lucirán lo mismo. La mayor parte de los aparatos que funcionan con pilas tienen 2, 3 o 4 pilas conectadas en serie. De esta forma se suma el voltaje de los generadores. Por ejemplo, 4 pilas de 1,5 V forman un generador equivalente de 6 V.

ELECTRICIDADCaracterísticas de la conexión en serie.

La intensidad de corriente (I) que circula por cada elemento es la misma

El voltaje de la pila (V) se reparte entre cada elemento. Así , por ejemplo, si conectamos tres bombillas en serie a una pila de 4,5 voltios, a cada una le corresponden sólo 1,5 V, por lo que lucen muy poco.

Si se funde una bombilla, o la desconectamos, las demás dejan de lucir. Esto es lógico, ya que el circuito se interrumpe y no pasa la corriente. 4,5 V

1,5V 1,5V 1,5V

Recuerda:Conexión serie:

I =cte

V se reparte

ELECTRICIDAD

Conexión en serie de generadoresV1 V2 V3

321 VVVVT

ELECTRICIDAD

Conexión en serie de resistencias.

321 RRRReq

R1 R2 R3

En general para n resistencias neq RRRR .....21

ELECTRICIDADConexión en paralelo.También podemos conectar los elementos de un circuito eléctrico de otra forma. Por ejemplo, haciendo que una rama del circuito se divida en dos, para luego encontrarse nuevamente, tal y como se indica a continuación:

En este caso, la intensidad de corriente eléctrica que circula por cada una de las ramas del circuito (por cada una de las lámparas) puede ser diferente. Este tipo de conexión se llama conexión en paralelo. Si tenemos dos lámparas iguales conectadas en paralelo, pueden lucir con diferente intensidad si hay otros elementos incorporados al circuito.

ELECTRICIDADCaracterísticas de la conexión en paralelo. Todos los elementos conectados en paralelo disponen del

mismo voltaje de la pila. Si conectamos tres bombillas en paralelo, cada una de ellas está en contacto con los polos de la pila. Como la pila tiene 4,5V, todas lucen mucho.

Si se funde una bombilla, o la desconectamos, las demás siguen luciendo. Esto es lógico, ya que las otras dos siguen conectadas a los polos de la pila4,5 V

4,5V

4,5V

4,5V

Recuerda:Conexión paralelo:

V =cte

I se reparte

ELECTRICIDADConexión en paralelo de generadores

V1

V2

V3

321 VVVVT

ELECTRICIDAD

Conexión en paralelo de resistencias.

321

1111RRRReq

4,5 V

R1

R2

R3

En general para n resistencias

neq RRRR1......111

21

CIRCUITOS MIXTOSELECTRICIDAD

Cuatro receptores en un circuito mixto. Los generadores están en serie.

CIRCUITOS MIXTOSELECTRICIDAD