TEMA 7 LA ELECTRICIDAD 1ºESO

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(1)LA ELECTRICIDAD 1 Luis García Molina. IES Serra Perenxisa (Torrent).

(2) Índice I.NATURALEZA DE LA ELECTRICIDAD II.LA ENERGÍA ELÉCTRICA III.EL CIRCUITO ELÉCTRICO IV. CONEXÍÓN EN SERIE Y EN PARALELO V.MAGNITUDES FUNDAMENTALES DE LA ELECTRICIDAD Y LA LEY DE OHM. 2 Luis García Molina. IES Serra Perenxisa (Torrent).

(3) I-NATURALEZA DE LA ELECTRICIDAD. 3 Luis García Molina. IES Serra Perenxisa (Torrent).

(4) Naturaleza de la electricidad •. •. •. Pues bien, a principios del siglo XX (1900-2000) todo el mundo sabía que en la materia había partículas con carga positiva y partículas con carga negativa, que se podían trasladar. También se sabía que la materia estaba formada por átomos (Teoría atómica de Dalton). Para saber exáctamente qué era la electricidad, hubo que esperar a 1900, cuando J.J Thompson y su alumno Rutherford demostraron en el Modelo atómico de Rutherford que los átomos estaban constituídos por: – un núcleo central con protones con carga positiva y neutrones sin carga. – y unos electrones con carga negativa alrededor del núcleo que podían pasar de unos átomos a otros y moverse.. 4 Luis García Molina. IES Serra Perenxisa (Torrent).

(5) la corriente de electrones. Electrones (-). Protones (+) NÚCLEO Neutrones (0). 5 Luis García Molina. IES Serra Perenxisa (Torrent).

(6) ELECTRICIDAD ESTÁTICA • Aunque no se sabía qué era, la electricidad se manifiesta en fenómenos conocidos desde antiguo. ACTIVIDAD 1.1:CONTESTA,¿Por qué ocurren estos fenómenos? Luis García Molina. IES Serra Perenxisa (Torrent). 6.

(7) electricidad estática La materia está formada por átomos. Los átomos tienen un núcleo con cargas positivas y unos electrones con cargas negativas girando alrededor. • Cargas de igual signo se repelen. • Y cargas de diferente signo se atraen. Normalmente están en equilibrio y no ocurre nada.. +. -. -. Si debido a otras energías y fuerzas las partículas con carga se ordenan...Acumulan energía eléctrica potencialmente, Bien de cargas positivas o bien de cargas negativas. - Tanta, que en cualquier momento puede saltar UNA CHISPA formada por cargas negativas saltando hacia las positivas. O incluso pueden llegar a atraer un trozo de materia entero (trozo de papel, pelos...). +. +. +. ---. ---. +. +. ---. ---. +. + ---. +. +. - --- -. ---. + ---. +. +. ---. ---. +. +. ---. ---. +. +. - --- -. ---. ---. +. +. + ---. -. atracción. -. -. +. +. +. +. +. ---. ---. ---. ---. ---. +- + ---. ---. +. +. --- ---. +. +. +. +. +. +. +. +. ---. ---. ---. ---. ---. ---. ---. ---. +. +. --- ---. + ---. PAPEL. 7 Luis García Molina. IES Serra Perenxisa (Torrent).

(8) Naturaleza de la electricidad Aquí tenemos un material conductor (un metal como el cobre). Está compuesto, claro, por átomos de cobre, con sus protones (+,azul) y sus electrones (-,naranja). Así, como está ahora no ocurre absolutamente nada !!. ¿Qué hay que hacer para arrancar unos cuantos electrones y ponerlos en movimiento?: HAY QUE CONECTARLO A UNA FUENTE DE “TENSIÓN ELÉCTRICA O VOLTAJE” 8 (un generador). Luis García Molina. IES Serra Perenxisa (Torrent).

(9) Ahora sí, los electrones se ponen en movimiento, si: 1-CONECTAMOS el metal conductor a un generador de tensión eléctrica y 2-CERRAMOS el circuito, conectando un extremo al + y otro al - de la pila. Ya tenemos un. CIRCUITO ELÉCTRICO. -. + 9. Luis García Molina. IES Serra Perenxisa (Torrent).

(10) Actividad 1.4: a) ¿qué partículas del átomo forman la corriente eléctrica? b) ¿salen los electrones de la pila o del cable conductor? c) ¿cuál es el papel del generador? d) ¿cómo se las pone en movimiento? e) haz una comparación entre un circuito eléctrico y un circuito de agua con una bomba hidráulica. NOTA: La pila no da electrones. Aporta la fuerza para moverlos: Aquí tienes dos comparaciones: -AIRE en conductos: Electrones: el aire Generador de tensión: el ventilador 10 Luis García Molina. IES Serra Perenxisa (Torrent).

(11) MATERIALES CONDUCTORES Y NO CONDUCTORES Aunque los conectemos a una pila y cerremos el circuito eléctrico, no todos los materiales tienen átomos que cedan los electrones.. •. Llamamos MATERIALES CONDUCTORES, a aquellos cuyos átomos ceden fácilmente los electrones cuando se les somete a tensión eléctrica. Conducen bien la corriente eléctrica. – Ejemplo. METALES, (como cobre, Aluminio...). •. Llamamos MATERIALES AISLANTES o no conductores, a aquellos cuyos átomos no dan electrones fácilmente. No conducen la corriente eléctrica. – Ejemplo: MADERA, PLÁSTICO, PIEDRA.... •. Llamamos MATERIALES SEMICONDUCTORES a aquellos cuyos átomos dan electrones de manera limitada y controlada. Necesitan ser dopados con pequeñas cantidades de otros átomos. – Ejemplo: Germanio, Silicio, dopados con Arsenio o Galio.. 11 Luis García Molina. IES Serra Perenxisa (Torrent).

(12) MATERIALES CONDUCTORES Y NO CONDUCTORES Actividad 1.2: Di cuáles de estos materiales conducirán la corriente eléctrica y cuáles no: -un bote de refrescto -un lápiz -un boli bic -una pluma antigua -una llave -..... Actividad 1.3: ¿Por qué los cables eléctricos tienen un alma de cobre y una capa de plástico por fuera?. 12 Luis García Molina. IES Serra Perenxisa (Torrent).

(13) II-LA ENERGÍA ELÉCTRICA. 13 Luis García Molina. IES Serra Perenxisa (Torrent).

(14) ENERGÍA ELÉCTRICA La energía es todo lo que permite mover, calentar, iluminar o transmitir cosas. La ENERGÍA ELÉCTRICA es la energía que hay en el movimiento de cargas eléctricas. •. •. Las bombillas usan la energía eléctrica para producir luz (energia luminosa.. Los motores eléctricos usan la energía eléctrica para producir movimiento (energia cinética.). •. Las estufas eléctricas usan la energía eléctrica para producir calor.(energia térmica.). Imagenes: Luis García Molina. IES Serra Perenxisa (Torrent). cocodrile clips.. 14.

(15) actividad 5.1: haz una lista de tus actividades diarias en las que uses energía eléctrica. – Para calentar cosas. – Para mover cosas. – Para iluminar. – Para telecomunicaciones.. 15 Luis García Molina. IES Serra Perenxisa (Torrent).

(16) III-EL CIRCUITO ELÉCTRICO. 16 Luis García Molina. IES Serra Perenxisa (Torrent).

(17) Componentes de un circuito eléctrico. •. Circuito eléctrico: Es el camino cerrado por el que circulan los electrones. Está formado básicamente por 4 tipo de componentes: – 1.El material conductor, que cede los electrones. – 2.El generador eléctrico, que crea la tensión eléctrica necesaria para poner en movimiento a los electrones. – 3.Elementos de control o maniobra, que permiten regular el paso de la corriente eléctrica de acuerdo con nuestras necesidades. – 4.Aparatos receptores, que usan la energía de los electrones y la transforman en luz, calor o movimiento. Luis García Molina. IES Serra Perenxisa (Torrent). 17.

(18) CONCEPTOS FUNDAMENTALES ACTIVIDAD 2.1: ¿Qué son y a qué tipo de componente pertencene estos objetos sueltos?. ACTIVIDAD 2.2 Dibuja un circuito eléctrico con estos elementos. 18 Luis García Molina. IES Serra Perenxisa (Torrent).

(19) 1-ELEMENTOS CONDUCTORES •. DEF. Son los cables de materiales metálicos que ceden los electrones, que van moviéndose a través de ellos (van recubiertos de plástico aislante) – Estructura: Materiales. Material aislante para que no se fugue la corriente. aislantes:. -PVC. Materiales Material conductor que da los electrones y por el cual circulan los mismos. conductores:. -Cobre, Aluminio. – Símbolo: ¿fácil no?. 19 Luis García Molina. IES Serra Perenxisa (Torrent).

(20) 2-GENERADORES •. DEF. Son los aparatos que crean la energía o tensión eléctrica o voltaje (V) necesario para que los electrones salten de los átomos y se pongan a circular.. Pila de Cinc-Carbono PILAS. Pila de Mercurio. • Bateria de Plomo GENERADORES QUÍMICOS. ACUMULADORES O BATERÍAS. GENERADORES ELÉCTRICOS. Bateria de Níquel-Cadmio. Bateria de Ión Litio. GENERADORES ELECTROMAGNÉTICOS. Corriente CONTINUA. Dinamo. Corriente ALTERNA. Conjunto Turbina20 Alternador. Luis García Molina. IES Serra Perenxisa (Torrent).

(21) GENERADORES QUÍMICOS •. Los generadores químicos crean electricidad a base de juntar dos tipos de sustancias: Una que da electrones y otra que los toma. Son las PILAS Y BATERÍAS (son recargables). • Pila de Cinc-Carbón. (las pilas normales y de petaca) • Pila de Cinc-Mercurio (las pilas de botón) • Batería de Plomo (baterías de los coches) • Batería de Níquel-Cadmio. • Batería d´hidrógeno (baterías de loss coches futuros) • Batería de Níquel-metal Híbrido • Bateria de ion litio (baterías del móbil) electrones. Electrolito. electrones. Sustancia que da electrones. Si los juntamos con un cable los electrones van por el cable y los podemos usar Sustancia que toma electrones Luis García Molina. IES Serra Perenxisa (Torrent). 21.

(22) Generador electromagnético. http://www.artinaid.com/2013/04/que-es-un-generador-electrico/ Luis García Molina. IES Serra Perenxisa (Torrent). 22.

(23) Generador electromagnético • ACTIVIDAD 2.3: Nombra las partes de este alternador.. http://acer.forestales.upm.es/basicas/udfisica/asignaturas /fisica/magnet/generador.html. Estator, Rotor, Polos magnéticos, espira, escobillas... 23 Luis García Molina. IES Serra Perenxisa (Torrent).

(24) LAS CENTRALES ELÉCTRICAS •. Recuerda que la electricidad es una energía secundaria, obtenida a partir de fuentes de energía primarias naturales, – LUGAR: Centrales eléctricas – APARATO: Generador eléctrico (conjunto turbina-alternador) – ENTRA: Energía de las fuentes primarias – SALE: Energía eléctrica alterna. ENTRA: fuente de energía. transformador GENERADOR turbina-alternador. ENERGÍA. SALE: energía eléctrica. Red de transporte. T 24 Luis García Molina. IES Serra Perenxisa (Torrent).

(25) 3-ELEMENTOS DE MANIOBRA • DEF. Son los elementos que nos permiten decidir si la corriente pasa o no pasa: – PULSADOR: Elemento de maniobra que al ser pulsado deja pasar la corriente y si se deja de pulsar la corta. Símbolo:. – INTERRUPTOR: Elemento de maniobra el cual tiene dos posiciones: Cuando está cerrado deja pasar la corriente y cuando está abierto no.. – CONMUTADOR: Elemento de maniobra con dos posiciones: En una envía la corriente por un camino y en la otra posición la envía por otro camino Luis García Molina. IES Serra Perenxisa (Torrent). 25.

(26) 4-ELEMENTOS RECEPTORES • DEF. Son los elementos que al ser atravesados por la corriente transforman la energía eléctrica de los electrones en otro tipo de energía: – BOMBILLAS : Elemento receptor que transforma la energía eléctrica en luz (y calor). – RESISTENCIAS: Elemento receptor que transforma la energía eléctrica en calor. – MOTOR ELÉCTRICO: Elemento receptor que transforma la energía eléctrica en energía cinética (movimiento). – ZUMBADOR, TIMBRE: Elemento receptor que transforma la energía eléctrica en energía sonora. 26 Luis García Molina. IES Serra Perenxisa (Torrent).

(27) Esquemas de símbolos •. ACTIVIDAD 2.5: Dibuja usando los símbolos adecuadoos los esquemas de circuitos eléctricos formados por:. •. a) Generador, pulsador, 2 bombillas seguidas.. •. b) 2 generadores en serie, 1 interruptor, 1 bombilla y 1 motor en serie.. •. c) 1 generador, 1 conmutador que lleva a dos líneas: una línea con 4 bombillas en serie, y a otra línea con un 1 motor y 2 zumbadores en serie.. •. d) 2 generadores en serie, 1 pulsador y 3 resistencias en paralelo.. 27 Luis García Molina. IES Serra Perenxisa (Torrent).

(28) IV-CIRCUITOS EN SERIE Y CIRCUITOS EN PARALELO. •. ACTIVIDAD 3.1: Ahora vamos a dibujar un circuito con 2 bombillas. Se pueden conectar de dos formas, a ver si las adivinas:. •. Lo podemos hacer de dos maneras: – Poniendo las bombillas en serie – Poniendo las bombillas en paralelo. Luis García Molina. IES Serra Perenxisa (Torrent). 28.

(29) Conexión en serie •. Lo que seguramente has hecho ha sido poner las dos bombillas seguidas. Eso es poner dos receptores en serie.. •. El mismo circuito con su simbología eléctrica queda así:. •. En este caso las dos bombillas se reparten la energía de la pila, y brillan la mitad de lo que podrían. 29. Imagenes: cocodrile clips.. Luis García Molina. IES Serra Perenxisa (Torrent).

(30) Problemas de la conexión en serie •. 1) SI SE FUNDE UNA BOMBILLA, todas las demás tampoco funcionarán.. !FUNDIDA¡ No pueden pasar los electrones. •. Aunque no está fundida TAMPOCO FUNCIONA, porque no le llegan los electrones.. 2) LAS BOMBILLAS SE REPARTEN LA ENERGÍA DE LA PILA, y brillan poco. Tanto menos a más bombillas hay y se tienen que repartir la energía de la pila. 6 voltios. 6 voltios. 12 voltios. Imagenes: cocodrile clips.. Luis García Molina. IES Serra Perenxisa (Torrent).

(31) Conexión en paralelo •. Pero lo podemos hacer igual gastando menos cable y menos interruptores:. •. Aquest circuit funciona como si fóren dos circuits independents, I ambdues peretes brillen a tope I igual.. 31 Imagenes: cocodrile clips.. Luis García Molina. IES Serra Perenxisa (Torrent).

(32) Ventajas de la conexión en paralelo •. 1) SI SE FUNDE UNA BOMBILLA las otras SÍ que pueden seguir funcionando.. ¡FUNDIDA!. La bombilla 2 sí que puede brillar aunque La 1 esté fundida, porque sí le llegan los electrones por su proio camino.. •. 2) CADA BOMBILLA TOMA TODA LA ENERGÍA DISPONIBLE DE LA PILA. Todas brillas al máximo.. 12 voltios. 12 voltios 12 voltios. Imagenes: cocodrile clips.. Luis García Molina. IES Serra Perenxisa (Torrent).

(33) Esquemas de símbolos •. ACTIVIDAD 3.2: Dibuja usando los símbolos adecuados los esquemas de circuitos eléctricos formados por:. •. a) Generador, pulsador, 2 bombillas en serie.. •. b) Generador, interruptor y 2 bombillas en paralelo.. •. c) Generador, interruptor y 1 bombilla y un motor en serie.. •. d) Generador, interruptor y 1 bombilla y un motor en paralelo.. •. e) Generador, interruptor y 1 bombilla y un motor en serie, ambos en paralelo con dos resistencias en serie.. 33 Luis García Molina. IES Serra Perenxisa (Torrent).

(34) Esquemas de símbolos •. ACTIVIDAD 3.2: Dibuja usando los símbolos adecuados los esquemas de circuitos eléctricos formados por:. •. a) Generador, pulsador, 2 bombillas en serie.. •. b) Generador, interruptor y 2 bombillas en paralelo.. •. c) Generador, interruptor y 1 bombilla y un motor en serie.. •. d) Generador, interruptor y 1 bombilla y un motor en paralelo.. •. e) Generador, interruptor y 1 bombilla y un motor en serie, ambos en paralelo con dos resistencias en serie.. 34 Luis García Molina. IES Serra Perenxisa (Torrent).

(35) V-MAGNITUDES FUNDAMENTALES DE LA ELECTRICIDAD y LA LEY DE OHM. 35 Luis García Molina. IES Serra Perenxisa (Torrent).

(36) Magnitudes de LA ELECTRICIDAD Magnitudes son cosas medibles. Por ejemplo, la distancia es una magnitud para medir el espacio. Su unidad de medida es el metro, con sus múltiplos (Dm, Hm, Km) y submúltiplos (dm, cm, mm). •. Para trabajar con electricidad existen algunas magnitudes que tenemos que conocer: – INTENSIDAD DE CORRIENTE (I) – VOLTAJE (v) – RESISTENCIA ELÉCTRICA (R). •. Las magnitudes también tienen sus – definiciones – símbolos – unidades, múltiplos y submúltiplos. – Aparatos de medida. •. Una vez las conozcamos veremos que existen una relación matemática-física entre ellas. – La ley de Ohm Luis García Molina. IES Serra Perenxisa (Torrent). 36.

(37) INTENSIDAD DE CORRIENTE, símbolo: “I”. – Definición: cantidad de electrones que pasan en un tiempo por un punto del circuito. – Unidad: Amperio, símbolo “A”. • Submúltiplo más común: miliamperio (mA) = 0,001 A. A – Aparato de medida: amperímetro. Símbolo del aparato:. 37 Luis García Molina. IES Serra Perenxisa (Torrent).

(38) Medimos la INTENSIDAD DE CORRIENTE. Medimos con un amperímetro. Hay que ponerlo en serie, es decir, intercalarlo al circuito.. 1.5. A. -. La medida da por ejemplo 3A de intensidad. Esto quiere decir que están pasando 3 coulombs de electrones por segundo por el circuito.. +. 38 Luis García Molina. IES Serra Perenxisa (Torrent).

(39) VOLTAJE, símbolo: “V”.. – Definición: cantidad de energía del generador para poner en movimiento los electrones. También se puede definir como la diferencia de energía disponible que hay entre dos puntos del circuito para mover los electrones. – Unidad: Voltio, símbolo “V” (sí, coincide con el de la magnitud). • Múltiplo más común: kilovoltio (KV) = 1000 V. • Submúltiplo más común: milivoltio (mV) = 0,001 V. – Aparato de medida: voltímetro. Símbolo del aparato:. V. 39 Luis García Molina. IES Serra Perenxisa (Torrent).

(40) Medimos el VOLTAJE. Medimos con un voltímetro. Hay que ponerlo en paralelo, es decir, ponerlo como un camino alternativo al circuito.. Por otra parte, las pilas finas tienen 1,5V de energía.Las pilas de petaca 4,5V. Hay pilas de 9V. Las de botón son de Las baterías de coche tienen 12 o 24 V.. La energía que hay entre los puntos A y B es por ejemplo de 1,5 V. Esto quiere decir que la direncia de energía disponible para mover electrones entre A y B es de 1,5 V. 1.5. V. •Punto Y Sin cortar! •Punto X Luis García Molina. IES Serra Perenxisa (Torrent). -. + 40.

(41) RESISTENCIA, símbolo: “R”. – Definición: oposición al paso de la corriente. • Los electrones en movimiento chocan contra los átomos de los cables, los aparatos etc. Cuanto más chocan mas resistencia tiene. • Por otra parte, recuerda que los átomos de los materiales aislantes ni siquiera sueltan los electrones. Tienen por ello mucha más resistencia al movimiento de los electrones. – Unidad: Ohmio, símbolo “”. • Múltiplo más común: kiloohmio (K) = 1000 . • Submúltiplo más común: miliohmio (m) = 0,001 .. R. – Aparato de medida: ohmímetro. Símbolo del aparato:. 41 Luis García Molina. IES Serra Perenxisa (Torrent).

(42) medimos la RESISTENCIA eléctrica Medimos con un ohmímetro: Se hace con el circuito desconectado!. La resistencia que hay entre los puntos A y B es por ejemplo de 5  .. 1.5. R. •Punto B. •Punto A. -. + CIRCUITO DESCONECTADO! 42. Luis García Molina. IES Serra Perenxisa (Torrent).

(43) Medidas: el polímetro Normalmente los 3 aparatos vienen juntos en un aparato de medida que se llama polímetro o multímetro. Seleccionando lo que queremos medir y poniendo los cables de medida en su lugar adecuado este aparato funciona como – amperímetro o – voltímetro u – ohmímetro.. 43 Luis García Molina. IES Serra Perenxisa (Torrent).

(44) • ACTIVIDAD 4.1: Completa el siguiente cuadro.. Magnitud y símbolo. Definición. Unidad de medida y símbolo. Aparato de medida y símbolo. Instrucciones para medir. Intensidad (I). 44 Luis García Molina. IES Serra Perenxisa (Torrent).

(45) LA LEY DE OHM •. Ya la sabes, ahora verás:. •. CONTESTA: – ¿Si la pila tiene más energía, moverá más electrones o menos? Es decir, ¿a más voltaje hay más intensidad de corriente o menos? – ¿Si el circuito ofrece pone más problemas al paso de los electrones, habrá más electrones circulando o menos?. Es decir, ¿a más resistencia eléctrica hay más intensidad de corriente o menos?. 45 Luis García Molina. IES Serra Perenxisa (Torrent).

(46) LA LEY DE OHM •. Efectivamente: – A más voltaje más intensidad. • Esto en matemáticas se llama una relación directamente proporcional entre dos magnitudes. Es decir, a más de una cosa más de la otra. – A más resistencia menos intensidad. • Esto en matemáticas se llama una relación inversamente proporcional entre dos magnitudes. Es decir, a más de una menos de la otra y al revés. – Esto se expresa en una fórmula matemática que descubrió George Simon Ohm:. V I = R Luis García Molina. IES Serra Perenxisa (Torrent). 46.

(47) •. ACTIVIDAD 4.2: a) Calcula mediante la ley de Ohm el valor de la intensidad de corriente en el siguiente circuito:. 2 . 1,5 V. •. b) Calcula la intensidad de corriente de este circuito:. •. c) Calcula la intensidad de un circuito con un generador de 4,5 V y una resistencia total de 0,1  47. Imagenes: cocodrile clips.. Luis García Molina. IES Serra Perenxisa (Torrent).

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