1. SIMBOLOGÍA 2. MÚLTIPLOS Y SUBMÚLTIPLOS. 3. DEFINICIÓN DE ELECTRICIDAD 4. TIPOS CORRIENTE ELÉCTRICA 5. MAGNITUDES ELÉCTRICAS. - TEMA 5 DE ELECTRICIDAD 3º eso

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(1)

3º ESO

ÍNDICE

1.

SIMBOLOGÍA

2.

MÚLTIPLOS Y SUBMÚLTIPLOS.

3.

DEFINICIÓN DE ELECTRICIDAD

4.

TIPOS CORRIENTE ELÉCTRICA

5.

MAGNITUDES ELÉCTRICAS.

5.1.

VOLTAJE

5.2.

INTENSIDAD

5.3.

RESISTENCIA

6.

LEY DE OHM

7.

CÁLCULO DE CIRCUITOS

7.1.

CÁLCULOS DE UN CIRCUITO EN SERIE

7.2.

CÁLCULOS DE UN CIRCUITO EN PARALELO

7.3.

CÁLCULOSS DE UN CIRCUITO MIXTO

8.

POTENCIA ELÉCTRICA

9.

ENERGÍA ELÉCTRICA.

10.

INSTRUMENTOS DE MEDIDA

10.1.

VOLTÍMETRO

10.2.

AMPERÍMETRO

10.3.

ÓHMETRO

10.4.

POLÍMETRO

11.

ACTIVIDADES

(2)

Cultura y Universidades

TEMA 5:

ELECTRICIDAD

1.

SIMBOLOGÍA

Resistencia

eléctrica

Conmutador

Conmutador

de cruce

Cruce

de conductores

sin conexión.

Cruce

de conductores

con conexión.

2.

MÚLTIPLOS Y SUBMULTIPLOS.

X10

3

X10

3

X10

3

X10

3

÷ 10

3

÷ 10

3

÷ 10

3

÷ 10

3

MEGAVOLTIO

MV

KILOVOLTIO

KV

VOLTIO

V

milivoltio

mV

microvoltio

µv

MEGAMPERIO

MA

KILOAMPERIO

KA

AMPERIO

A

miliamperio

mA

microamperio

µA

MEGAOHMIO

MΩ

KILOOHMIO

KΩ

(3)

ACTIVIDADES

1) Copia en tu cuaderno y pasa a Amperios, voltios y Ohmios las siguientes cantidades:

a) 10mV

b) 3000 KV

c) 0,0045 KA

d) 0,000000234 MΩ

e) 1000 µA

f) 0,034 KA

g) 3000 mA

h) 4500 µV

i) 20 KΩ

j) 0,007 MV

2) Copia en tu cuaderno y pasa la cantidad a lo indicado en cada caso:

a) 700V a __ mV.

b) 0,0023 KA a __ µA.

c) 54,65 KΩ a __ MΩ.

d) 25000 V a __ MV.

e) 0,8 A a __µV.

30000 µA a __ kA.

f) 0,0000000358 MA a __ mA.

g) 200 Ω a __kΩ.

h) 0,007896 KV a __ mV.

i) 300 Ω a __KΩ.

3.

DEFINICIÓN DE ELECTRICIDAD

La corriente eléctrica o electricidad es la circulación de electrones libres a través de un

conductor.

4.5 V

PILA (GENERADOR)

BOMBILLA (RECEPTOR

)

INTERRUPTOR (CONTROLADOR)

ELECTRÓN

(4)

Cultura y Universidades

4.

TIPOS CORRIENTE ELÉCTRICA

Corriente continua: los electrones se mueven siempre en el mismo sentido y con

idéntica intensidad. Es la que suministran las pilas, baterías y dinamos.

Corriente alterna: los electrones cambian periódicamente el sentido de circulación y

no circulan siempre con igual intensidad. Es la más empleada y es la que recibimos en nuestras casas. Se denomina senoidal.

5.

MAGNITUDES ELÉCTRICAS.

Las magnitudes fundamentales de la corriente eléctrica son:

Voltaje

Intensidad

Resistencia

5.1. VOLTAJE.

Al voltaje también se le llama tensión o diferencia de potencial.

La cantidad de energía que una pila es capaz de proporcionar a cada electrón viene expresada por su voltaje o tensión y se mide en voltios (V). Esta tensión de la pila se reparte entre los distintos elementos del circuito.

5.2. INTENSIDAD

La intensidad se define como la carga o número de electrones que atraviesan la sección de

un conductor en un segundo. La intensidad de una corriente eléctrica se mide en amperios (A).

5.3. RESISTENCIA

(5)

Las resistencias en los circuitos pueden estar montadas en serie, paralelo o de forma

mixta.

Conexión en serie: Cuando están montadas en serie, la resistencia total o

equivalente es la suma de todas las resistencias.

RT = R1 + R2 + R3 + …

RT = 2 + 3 + 1 = 6Ω → RT = 6Ω

Conexión en paralelo: Cuando están montadas en paralelo, se utiliza la siguiente

expresión para calcular la RT:

12 8 12 1 4 3 12 1 3 1 4 1 R 1 T = + + = + + = 12 8 R 1 T

= =1,5Ω R =1,5Ω

8 12 = R 1 • 12 = R •

8 T ¨ T ¨ T

¨

Cuando tenemos solamente dos resistencias en paralelo utilizamos la siguiente expresión:

2 1

2 1

T R +R

R • R = R Ω 4 = Ω 4 = 25 100 = 5 + 20 5 • 20 = T

T ¨ R

(6)

Cultura y Universidades

Conexión mixta: Las resistencias están montadas de forma mixta cuando las

resistencias están montadas en serie y en paralelo en un mismo circuito. •

¨

3 2

3 2

23 R +R

R • R =

R =4Ω R =4Ω

5 100 = 5 + 20

5 • 20 =

R23 ¨ 23

RT = R1 + R23 + R4 → RT = 3 + 4 + 1 = 8Ω → RT = 8Ω

ACTIVIDADES:

1) Halla el valor de la resistencia equivalente: a)

b) c)

d)

2) Calcula la resistencia total o equivalente de las siguientes asociaciones de resistencias y dibuja los sucesivos circuitos a medida que se va simplificado.

a) b)

(7)

c)

6.

LEY DE OHM

Ley de Ohm : “La resistencia que ofrece un conductor al paso de la corriente es directamente proporcional a la tensión aplicada en sus extremos e inversamente proporcional a la intensidad de la corriente que los atraviesa.”

I V = R Fórmulas: I V = R ¨ I • R = V R V = I donde:

V: Tensión o voltaje. Se mide en voltios (V) I: Intensidad. Se mide en amperios (A) R: Resistencia. Se mide en ohmios (Ω)

Ejemplos:

A) En un circuito formado por una pila de 4,5 V y una bombilla con una resistencia de 9Ω.

¿Cuál será la intensidad que circula por la bombilla? Dibuja el esquema. V = 4,5 V

R = 9 Ω =0,5A I=0,5A

9 5 , 4 = R V = I I • R =

V ¨ ¨

I?

(8)

Cultura y Universidades

B) ¿Cuál será la resistencia de este circuito?

Ω 75 = R Ω

75 = 2 150 = I V = R I

• R =

V ¨ ¨

7.

CÁLCULO DE CIRCUITOS

7.1. CÁLCULO EN UN CIRCUITO EN SERIE

1º) RT = 3 + 5 + 2 = 10Ω = RT

I1 = 4A

2º) T 1 2 3

T T

T 10 =4A=I =I =I =I

40 = R V =

I I2 = 4A

I3 = 4A

3º) V1 = I1 * R1 = 4 * 3 = 12 V = V1

V2 = I2 * R2 = 4 * 5 = 20 V = V2

V3 = I3 * R3 = 4 * 2 = 8 V = V3

En un circuito en serie todas las

intensidades

son iguales.

(9)

1º) T =4Ω=RT 25 = 5 + 20 = R

V1 = 40V

2º) VT = 40V = V1 = V2

V2 = 40V

3º) 1

1 1

1 20 =2A=I

40 = R V = I 2 2 2

2 5 =8A=I

40 = R V = I

4º) T

T T

T 4 =10A=I

40 = R V = I

5º) Comprobación: IT = I1 + I2 → IT = 2 + 8 = 10A = IT OK

En un circuito en paralelo todos los

voltajes

son iguales:

7.3. CÁLCULO EN UN CIRCUITO MIXTO

1º) 23

3 2

3 2

23 25 =4Ω=R

100 = 5 + 20 5 • 20 = R + R R • R = R

RT = R1 + R23 = 2 + 4= 6Ω = RT

I1 = 5A

2º) T 1 23

T T

T 6 =5A=I =I =I

30 = R V = I

I23 = 5A

3º) I1 = 5A → V1 = I1 * R1 = 5 * 2 = 10V = V1

(10)

Cultura y Universidades

V2 = 20V → 2

2 2

2 20 =1A=I

20 = R V = I

V23 = 20V

V3 = 20V → 3

3 3

3 5 =4A=I

20 = R V = I

4º) Comprobación: I23 = I2 + I3= 1 + 4 = 5A = I23 OK

ACTIVIDADES:

3) Calcula todas las intensidades y todos los voltajes del siguiente circuito:

4) Calcula el parámetro que hace falta en cada uno de los siguientes circuitos:

a) b)

c) d)

(11)

5) Calcula la resistencia de una plancha sabiendo que, al conectarla a 220 V, circula una intensidad de 5A. Dibuja el circuito, representa la plancha mediante una resistencia eléctrica.

6) Calcula el parámetro que hace falta en cada uno de los siguientes circuitos:

a) b)

c)

7) Calcula todas las intensidades y todos los voltajes del siguiente circuito:

8) Calcula: RT, IT y todas las intensidades de los siguientes circuitos:

(12)

Cultura y Universidades

9) Calcula todas las intensidades y todos los voltajes del siguiente circuito:

10)Calcula todas las tensiones e intensidades de los siguientes circuitos: a)

b)

8.

POTENCIA ELÉCTRICA.

Se representa por la letra P y se mide en vatios (w).

La potencia eléctrica que consume un aparato eléctrico se calcula de la siguiente

forma:

P = V x I

(13)

9.

ENERGÍA ELECTRICA

La energía consumida por un aparato es

E=P x t

La energía es el resultado de multiplicar la potencia en vatios (W) por el tiempo en horas (h), la energía se mide en

Kw.h.

ACTIVIDADES:

11)Determina la potencia de un calefactor que conectado a 220v, circula por él una corriente de 4,5 A.

12)Calcula la potencia de una batidora que conectada a 230v, circula por ella una corriente de 2,5 A.

13)Una tostadora de pan está conectada a la tensión de 220 V y tiene una resistencia eléctrica de 90 Ω. Determina:

a) La potencia eléctrica de la tostadora.

b) La energía eléctrica consumida si está en funcionamiento durante una hora.

c) La energía consumida durante una hora y 30 minutos.

14)Una lámpara está conectada a la tensión de red de 220V durante 30 minutos. Si la intensidad de corriente que circula por el filamento de la lámpara es de 2 A, determina la cantidad de energía consumida.

15)Calcula la potencia de la plancha del ejercicio nº 12. ¿Cuánta energía consumirá en media hora de funcionamiento?

10.

INSTRUMENTOS DE MEDIDA

10.1. VOLTÍMETRO

Para medir el voltaje o tensión eléctrica entre dos puntos de un circuito se utiliza el voltímetro.

Esta formado por una bobina de hilo muy fino y gran longitud, para que oponga mucha resistencia y pase poca intensidad.

Se conecta en paralelo en los extremos del elemento cuya tensión queremos medir

10.2. INTENSIDAD

Para medir la intensidad de corriente se utiliza el amperímetro.

Esta formado por una bobina de hilo muy grueso y pequeña longitud, para que oponga poca resistencia y pase toda la intensidad.

Se conecta en serie con la corriente que queremos medir.

V

VOLTÍMETRO V

VOLTÍMETRO

A

A M PERÍM ET RO

A

(14)

Cultura y Universidades

10.3. RESISTENCIA

Para medir una resistencia se usa el ohmímetro, que se conecta en las terminales de la misma, siendo condición imprescindible que no haya tensión.

10.4. POLÍMETRO

En la actualidad todos estos aparatos y otros más se encuentran en uno sólo conocido con el nombre de polímetro. También se le conoce con el nombre de Tester o Multímetro.

Existen dos tipos de polímetros, los analógicos y los digitales. En los últimos años los digitales se han extendido mucho más llegando a ser casi los únicos que se utilizan hoy en día.

ACTIVIDADES:

16)¿Qué intensidad circula por los siguientes circuitos?

a) b) c)

17)Determina los valores de las resistencias en los siguientes circuitos.

a) b)

(15)

el amperímetro que mida IT.

19)En el circuito de la figura siguiente se ha sustituido la resistencia R por otras dos montadas de forma diferente:

Se pide:

a) Calcula el valor de la resistencia R2 para que la intensidad I tenga el mismo valor. b) Calcula la potencia total y la potencia consumida en cada resistencia , en el segundo circuito.

20)Halla el valor de la resistencia equivalente:

a) b)

(16)

Cultura y Universidades

21)Calcula todas las intensidades de los siguientes circuitos:

a) b)

c)

(17)

EJERCICIOS

1) Calcula todas las intensidades, todos los voltajes y potencias del siguiente circuito:

2) Calcula todas las intensidades, todos los voltajes y potencias de los siguientes circuitos: a)

(18)

Cultura y Universidades

4) Una lavadora de 2000 W de potencia está conectada a una tensión de 220 V. Determina:

a) La intensidad de corriente que circula por ella.

b) La energía consumida durante dos horas de funcionamiento. El coste de la energía consumida si el precio del kilovatio-hora es de 10 céntimos de euro.

5) Si se duplica la tensión aplicada a un determinado receptor, ¿cómo se verá afectada su potencia eléctrica?

6) Un circuito está formado por una pila de 4,5 v y una bombilla de 9 Ω que se enciende por medio de un interruptor. Dibuja el esquema del circuito y calcula la intensidad de corriente que circula por la bombilla.

7) Dibuja un circuito de tres bombillas en serie accionadas por un interruptor y alimentadas por una pila de 24 voltios.

8) Realiza el esquema de un circuito compuesto por un motor y una bombilla accionados por un conmutador, de tal forma que cuando el motor está conectado la bombilla no y viceversa.

9) Dibuja un circuito compuesto por tres resistencias en paralelo alimentadas por una pila de 10v y maniobradas por un interruptor.

10)Calcula la potencia de las tres resistencias si estas tienen una valor óhmico de 20Ω.

11)Un circuito compuesto por una resistencia eléctrica de valor desconocido, una pila de 12v y un pulsador que controla el circuito, hemos medido la intensidad y obtenemos un valor de 650 mA, averigua el valor de la resistencia eléctrica. Dibuja el circuito con los símbolos adecuados.

12)Dibuja un circuito compuesto por, una bombilla, una pila y un interruptor; sabiendo que la bombilla tiene una resistencia de 25Ω y hemos medido una intensidad de 0,5A, determina el valor de la pila.

13)Dibuja el circuito compuesto por una pila de 16v que alimenta tres resistencias en serie de valores 10,20 y 50 Ω, maniobradas por un pulsador.

14)Pasa a Amperios, voltios y Ohmios las siguientes cantidades:

a) 1000 mA.

b) 250 Kv.

c) 3500 mΩ.

d) 2390 mA.

e) 0,0999 KA.

f) 0,005 kv

g) 5 kA

h) 1,35 KΩ

(19)

15)Completa la siguiente tabla, presta mucha atención a las unidades empleadas.

Realiza aquí los cálculos:

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Nº V I R

1 24v 1KΩ

2

12 v 20 Ω

3 50v 3A

4

4.5 v 10 mA

5

9 v 100 Ω

6

20 mA 120 Ω

7

0,025A 200Ω

8

0,01Kv 5A

9

10v 0,02k Ω

10

(20)

Cultura y Universidades

Simulación con Crocodrile clips

: Realiza los siguientes circuitos en el

simulador:

Copia los siguientes circuitos:

Todos los circuitos están alimentados por una pila o batería.

1) Construye un circuito compuesto por un motor, una lámpara en serie accionados por un interruptor.

2) Circuito compuesto por tres lámparas en serie accionadas por un pulsador.

3) Pon tres lámparas en paralelo maniobradas por un interruptor.

4) Circuito mixto que consta por dos motores en paralelo y estos en serie con una lámpara, accionados por un pulsador.

5) Circuito compuesto por un zumbador y tres lámparas en paralelo, controladas por un interruptor.

6) Circuito paralelo compuesto por cinco resistencias en paralelo de valores 100Ω, 200 Ω, 300 Ω, 400 Ω, 500 Ω, controladas por un interruptor.

7) Un zumbador en paralelo con una lámpara y que se active mediante un pulsador.

8) Construye el siguiente circuito, un zumbador en paralelo con una lámpara y en serie con dos resistencias de 10 Ω, todo el circuito se activa si activamos un interruptor y un pulsador al mismo tiempo.

9) Circuito compuesto por una lámpara y un motor que se conectan alternativamente mediante un conmutador.

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