DEPARTAMENTO DE CIENCIAS
Profesor Miguel Robles T.
GUÍA DE ELECTRICIDAD.
Objetivo: Comprender el origen del fenómeno eléctrico, y aplicar la ley de ohm a la resolución de problemas.
Contenidos:
- El átomo.
- Flujo de electrones.
- Circuitos eléctricos
- en serie.
- En paralelo.
- Ley de ohm.
El átomo.
Los átomos están formados por un núcleo y una nube de electrones que están alrededor.
Generalmente los átomos son eléctricamente neutros, es decir, poseen la misma cantidad de electrones negativos y protones positivos.
Cuando un electrón sale del átomo se llama electrón libre.
Un átomo que pierde un electrón queda con carga positiva, los átomos que aceptan electrones quedan con carga negativa.
Los átomos con carga diferente se atraen y los átomos con igual carga se repelen.
Los electrones libres pueden moverse libremente en un material conductor, a este flujo de electrones se le llama corriente eléctrica.
Cuando existe una diferencia de cargas en los extremos de un material conductor (se le llama fuerza electromotriz (FEM), tensión, diferencia de potencial, o voltaje), se produce una fuerza que produce el movimiento de electrones. El potencial o voltaje se indica con la letra V o
Cuando una corriente eléctrica fluye en una sola dirección se llama corriente directa (CD) o Corriente continua (CC).
La cantidad de corriente eléctrica que circula por un conductor también se denomina Intensidad de corriente, se representa con la letra I, y nos indica la cantidad de electrones que circula por un punto en determinado tiempo. Esta corriente puede medirse y su unidad de medida se ha llamado Amperio. Un amperio de corriente equivale al paso de 6'250'000'000'000'000.000 electrones por un punto durante un segundo.
Hemos visto como el movimiento de los electrones libres en una dirección constituye un flujo de corriente y una diferencia de potencial, hace que circule esa corriente. Habrá sin embargo, en cada circuito, una cierta oposición al flujo de corriente. Se puede pensar como una fricción que existe en cada sistema.
Para comprender mejor el fenómeno de la corriente eléctrica, el voltaje y la resistencia, se puede hacer una analogía entre un circuito eléctrico y un sistema hidráulico simple.
En un circuito hidráulico, la cantidad de agua o tamaño del tanque es equivalente al voltaje, la posición de la llave que deja pasar más o menos agua, ejerce la misma función que la resistencia, y el chorro o cantidad de agua representa la corriente.
Las formas más comunes de producir voltaje son: Para corriente continua, las baterías o pilas y las fuentes de poder, y para la corriente alterna, los generadores eléctricos y los circuitos osciladores.
Todos los circuitos eléctricos y electrónicos, sin importar su complejidad, tienen tres factores asociados a ellos:
Corriente, Voltaje y Resistencia
La corriente o electricidad, circula por los conductores; el voltaje permite que haya corriente y la resistencia se opone a esta corriente.
Se dice que in circuito está abierto cuando hay una interrupción que no permite el paso de la corriente y que un circuito está cerrado cuando circula la corriente por él.
Cuando se unen los dos terminales de la fuente de voltaje se produce un cortocircuito, y si el potencial o voltaje es alto, se pueden fundir los conductores.
Un circuito electrónico es la unión de varios componentes electrónicos como fuentes de voltaje, resistencias, condensadores, bobinas, semiconductores, lámparas, switches, etc, agrupados de una manera ordenada para realizar un trabajo específico.
Un circuito puede ser tan sencillo como una pila conectada a una pequeña lampara o tan complicado como un computador digital controlando un robot con miles de circuitos integrados, sensores, motores, etc.
Se dice que los componentes de un circuito están en Serie cuando la corriente circula primero por un componente, luego por el siguiente y así sucesivamente hasta recorrer el camino completo.
Circuito en paralelo
Se dice que un circuito está en paralelo cuando la corriente circula simultáneamente por todos sus componentes, ya que los terminales de cada uno están conectados uno a cada polo de la fuente de voltaje o alimentación.
Un ejemplo típico de conexión en paralelo es la que tenemos en todas nuestras casas cuando conectamos los diferentes aparatos eléctricos y electrónicos a los tomacorrientes. Internamente todos quedan conectados a los mismos cables de entrada.
LEY de OHM
La corriente continua es un movimiento de electrones. Cuando los electrones circulan por un conductor, encuentran una cierta dificultad al moverse. A esta "dificultad" la llamamos Resistencia eléctrica.
La resistencia eléctrica de un conductor depende de tres factores que quedan recogidos en la ecuación que sigue:
La resistividad depende de las características del material del que está hecho el conductor.
La ley de Ohm relaciona el valor de la resistencia de un conductor con la intensidad de corriente que lo atraviesa y con la diferencia de potencial entre sus extremos. En el gráfico vemos un circuito con una resistencia y una pila. Observamos un amperímetro que nos medirá la intensidad de corriente, I. El voltaje que proporciona la pila V, expresado en voltios, esta intensidad de corriente, medido en amperios, y el valor de la resistencia en ohmios, se relacionan por la ley de Ohm, que aparece en el centro del circuito.
Los circuitos pueden ser en serie o en paralelo y los valores de la resistencia, el voltaje y la intensidad de la corriente tienen el siguiente comportamiento.
A continuación te invitamos a enfrentar y resolver los siguientes problemas
Actividad:
1.-Determinar la corriente “I” que pasa por un circuito simple si el voltaje es 110 volts. Y la resistencia tiene un valor de 90 ohms.
2.- Dibuje el circuito simple compuesto por una batería y una resistencia (ampolleta).
3.- Se tiene un circuito en serie compuesto por dos ampolletas cuyas resistencias son de 3 ohms cada una,
4.- Cuál es el valor de al resistencia total del circuito?. Dibuja el circuito antes.
5.- Si en el circuito anterior se conecta una batería de 15 volts..¿Cuál será el valor de la intensidad de la corriente en cada punto del circuito?
6.- se tiene un circuito en paralelo compuesto por tres ampolletas:¿Cuál será el voltaje en cada una de ellas si se conecta una batería de 9 volts.?
7.- en el circuito anterior ¿Cuál sera el valor de la intensidad total si por cada ampolleta pasa una corriente de 1,5 amperes?
8.- ¿Cuál es el valor de la resistencia total en este caso.?
9.- Si todas las ampolletas son iguales, ¿cuál es el valor de la resistencia en cada una de ellas?
Utiliza los siguientes elementos para armar los circuitos descritos en esta guía. Para ello recorta los elementos y arma tus circuitos pegándolos en tu cuaderno.
Explica el comportamiento del voltaje, la resistencia y la corriente en cada uno de los circuitos.
Recortar.
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