Electricidad
1 Energía
1. Para cada tipo de energía, pon un ejemplo de máquina, sistema, … con el que transformemos ese tipo de energía en electricidad.
Luz → con un panel solar (célula fotovoltaica). Química → con una pila.
Movimiento → dinamo y alternador.
Calor → directamente no. Si tienes curiosidad, en las centrales eléctricas el proceso es: con calor calentamos agua, hacemos vapor, este mueve una turbina, esta un alternador → y ya tenemos electricidad.
Nuclear → tampoco se obtiene directamente. De hecho en las centrales nucleares lo que primero obtienen es calor, mucho calor.
2. Haz una lista, lo más extensa posible de máquinas que transforman la electricidad en otras formas útiles para nuestra vida diaria, trabajo, … Escríbelo en una tabla marcando el tipo (o tipos) de energía que obtenemos.
Máquina Electricidad Calor Luz Movimiento Química
Cargador de móvil X
Secador de pelo x x
Bombilla X
Horno X (su bombilla)
Lavadora x x
Aspiradora x
Batidora x
Taladro x
Televisión x Sonido: vibración
Tostadora x
Coche teledirigido x
Reloj X si es digital X si es de agujas
Ventilador x
Desfibrilador X
OJO: el microondas no produce calor. Produce ondas microondas que activan sólo algunos materiales y hacen así que se calienten. Si generar calor como el horno convencional TODO se calentaría en él.
2 Circuitos eléctricos
3. Dibuja los siguientes circuitos: (por simplificar, como generador usa siempre una pila)
a) Una bombilla que se puede encender y apagar desde un punto. En este circuito, cuando el interruptor está abierto no hay
corriente y la bombilla está apagada.
Y si lo cerramos, hay corriente y la bombilla se enciende. b) El timbre de casa.
Mientras se pulsa el pulsador NA, el circuito se cierra, pasa la corriente y el zumbador suena.
Si dejamos de pulsa, el muelle desconecta el pulsador, el circuito se abre y el zumbador deja de sonar.
c) El circuito de la batidora.
Casi igual que el anterior. Pero esta vez al pulsar el pulsador NA conseguimos que el motor gire.
d) Una lámpara con tres bombillas que se enciende y apaga desde un punto. Al primer circuito le añadimos otras dos bombillas. Las
ponemos en paralelo (cada una en su cable independiente) para que si se funde una no fallen las otras.
e) El circuito de la luz de la nevera.
Se activa con un pulsador NC. Así, cuando abrimos la puerta nada pulsa el pulsador, así que está cerrado, la corriente pasa y se enciende la bombilla. Cuando cerramos la puerta, esta pulsa el pulsador, se abre el circuito y la bombilla queda apagada.
4. Explica cómo funciona este circuito: pon el nombre a cada componente y después ve explicando qué ocurre en cada situación posible.
Tenemos dos conmutadores, una bombilla y la pila.
Si los conmutadores conectan con distinto cable (como en el dibujo) el circuito está abierto, así que no pasa la corriente y la bombilla está apagada. Si cambiamos cualquiera de los dos y los dos
conmutadores conectan con el mismo cable el circuito está cerrado, así que pasa la corriente y la bombilla se enciende.
Este el circuito que tenemos en casa en pasillos largos, en la habitación , … en los lugares en los que podemos encender y apagar la misma bombilla desde dos puntos diferentes.
3 Magnitudes eléctricas
5. Investiga porqué las unidades en las que medimos las magnitudes eléctricas tienen esos nombres.
Los voltios se llaman así en honor a Volta, científico italiano, inventor de la pila eléctrica.
Los amperios en honor a Ampere, científico francés que hizo grandes aportaciones al estudio de la electricidad.
Los ohmios en honor a Ohm, científico alemán que descubrió la famosa y muy útil ley de Ohm: V=I·R.
Los vatios en honor a Watt, escocés inventor de la máquina de vapor.
4 Relaciones entre magnitudes eléctricas
6. Tenemos un motor con una resistencia interna de 30Ω conectado a una pila que da 12V.
a) Dibuja el circuito incluyendo un pulsador para activar el motor.
b) Calcula la intensidad que circula por el circuito.
Por la ley de Ohm V = I · R, así que sustituyendo los datos conocidos tenemos 12V = I · 30 Ω o para no liarnos con las unidades
12 = I · 30 para despejar I tenemos que dividir entre 30 12 / 30 = I así que
0,4 = I No podemos olvidar las unidades.
La intensidad es de 0,4 A.
c) Calcula la potencia del motor.
Por la fórmula de la potencia P = I · V, así que sustituyendo los datos conocidos tenemos P = 0,4 A · 12V o para no liarnos con las unidades
P = 0,4 · 12 = 4,8 Y sin olvidar las unidades:
7. Al cerrar el interruptor en este circuito, hay una corriente de 10A. Si la pila es de 4,5V
a) ¿Cuál es la resistencia de la bombilla?
Por la ley de Ohm V = I · R, así que sustituyendo los datos conocidos tenemos 4,5V = 10A· R o para no liarnos con las unidades
4,5 = 10 · R para despejar R tenemos que dividir entre 10 4,5 / 10 = R así que
0,45 = R Finalmente, añadiendo la unidad adecuada:
La resistencia es de 0,45 Ω.
b) ¿Cuál es su potencia?
Por la fórmula de la potencia P = I · V, así que sustituyendo los datos conocidos tenemos P = 10 A · 4,5V o para no liarnos con las unidades
P = 10 · 4,5 = 45 Y sin olvidar las unidades:
La potencia es de 45 W.
8. En el circuito de un timbre sabemos que su resistencia es de 16Ω y la corriente que circula cuando llaman a la puerta es de 13,75A.
a) Dibuja el circuito e indica en él las magnitudes conocidas.
b) ¿Cuál es el voltaje de los circuitos de casa?
Por la ley de Ohm V = I · R, así que sustituyendo los datos conocidos tenemos V = 13,75A· 16 Ω o para no liarnos con las unidades
V = 13,75 · 16 = 220 Finalmente, añadiendo la unidad adecuada:
El voltaje en casa es de 220V.
c) Calcula la potencia del zumbador.
Por la fórmula de la potencia P = I · V, así que sustituyendo los datos conocidos tenemos P = 13,75 A · 220V o para no liarnos con las unidades
P = 13,75 · 220 = 3.025 Y sin olvidar las unidades:
9. Si usamos una plancha de 2000W durante dos horas a) ¿Cuánta energía hemos consumido?
Por la fórmula de la energía E = P · t . Para que nos queden kWh, la potencia tiene que estar en kW así que tenemos en cuenta que P = 2.000W = 2kW. Y ahora sustituyendo los datos conocidos tenemos E = P · t → E = 2 kW · 2h = 4 kWh
La energía consumida es 4 kWh.
(OJO: esto es sólo un ejercicio par practicar con la fórmula. Cuando planchamos durante 2 horas, en realidad, la plancha no está calentando durante las 2 horas seguidas. Se para, calienta, se para, … y consumimos menos)
b) La compañía eléctrica nos proporciona un voltaje de 220V. ¿Qué intensidad circula por ella al usarla?
Por la fórmula de la potencia P = I · V, así que sustituyendo los datos conocidos tenemos 2.000W = I · 220V o para no liarnos con las unidades 2.000 = I · 220 Para despejar I debemos dividir entre 220 2.000/220 = I así que
9,09 = I
