Logo Studenta

apuntes-electricidad-eso-2020-ies-tablero-convertido-1

¡Este material tiene más páginas!

Vista previa del material en texto

Departamento de Tecnología IES El Tablero (Aguañac) 2019 – 2020 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
TEMA 5 ELECTRICIDAD Y 
ELECTRÓNICA 
 
 
 
Departamento de Tecnología IES El Tablero (Aguañac) 2019 – 2020 1 
 
Tabla de contenido 
1. Electricidad .............................................................................................................................. 2 
1.1 Conductores y aislantes ....................................................................................................................... 2 
2. Corriente Eléctrica ...................................................................................................................... 2 
2.1 El sentido de la corriente (un lío histórico)............................................................................................... 3 
2.2 Tipos de corrientes .................................................................................................................................. 3 
3. Circuito eléctrico ........................................................................................................................ 4 
3.1 Elementos de un circuito eléctrico ..................................................................................................... 4 
3.2 Simbología normalizada de circuitos........................................................................................................ 7 
4. Magnitudes eléctricas ................................................................................................................ 8 
4.1 Tensión eléctrica o Voltaje (V) ............................................................................................................ 8 
4.2 Intensidad de corriente (I) ....................................................................................................................... 8 
4.3 Resistencia (R) ...................................................................................................................................... 8 
5. Ley de Ohm ................................................................................................................................ 8 
6. Tipos de conexión o asociación de receptores ........................................................................... 10 
6.1 Conexión en serie ................................................................................................................................ 10 
6.2 Conexión en paralelo .............................................................................................................................. 11 
7. Los aparatos de medida eléctricos ............................................................................................ 12 
 
 
 
 
 
 
 
Departamento de Tecnología IES El Tablero (Aguañac) 2019 – 2020 2 
 
1. Electricidad 
La electricidad es el conjunto de fenómenos físicos relacionados 
con la presencia y flujo de cargas eléctricas. Para poder entender 
los fenómenos eléctricos debemos conocer como está constituida 
la materia. La materia está formada por partículas muy pequeñas 
llamadas átomos, que vendría a ser la unidad básica y más 
pequeña de la materia. A su vez, los átomos están constituidos por 
electrones que se mueven alrededor de un núcleo, constituido por 
protones y neutrones. Los protones y los electrones tienen una propiedad 
conocida como carga eléctrica. Esta propiedad es la responsable de que 
ocurran los fenómenos eléctricos. 
Mientras que los neutrones no poseen carga eléctrica, la carga de un 
electrón es igual a la carga eléctrica de un protón, pero de distinto signo: 
 ● Los electrones tienen carga negativa. 
● Los protones poseen carga positiva. 
Los responsables de todos los fenómenos eléctricos son los 
electrones, porque pueden escapar de la órbita del átomo y son mucho 
más ligeros que las otras partículas. 
1.1 Conductores y aislantes 
Se denominan materiales conductores aquellos que 
permiten el paso de la corriente eléctrica. En general los 
metales son buenos conductores de la electricidad, y destacan 
entre ellos la plata y el cobre. 
Se denominan materiales aislantes aquellos que no 
permiten el paso de la corriente eléctrica. Los plásticos, la 
madera o la cerámica son ejemplos de materiales aislantes. 
2. Corriente Eléctrica 
Se denomina corriente eléctrica a la circulación de 
electrones o carga eléctrica de forma continua por un 
circuito. 
Para que exista circulación de corriente eléctrica entre 
dos puntos, es necesario que exista diferencia de cargas 
entre ellos, es decir que en uno de los puntos haya mucha 
cantidad de electrones y ninguno o pocos en el otro. A esta 
diferencia de cargas y por tanto de energía entre dos 
puntos se le denomina Voltaje y su unidad es el Voltio (V). 
https://es.wikipedia.org/wiki/Carga_el%C3%A9ctrica
 
 
Departamento de Tecnología IES El Tablero (Aguañac) 2019 – 2020 3 
 
2.1 El sentido de la corriente (un lío histórico). 
Como se ha comentado, la corriente eléctrica es la circulación de electrones a través de un 
material conductor que se mueven siempre del polo (-) al polo (+) de la fuente de suministro o 
generador. Aunque el sentido convencional de circulación de la corriente eléctrica es a la 
inversa, del polo (+) al polo (-). 
Este criterio se debe a razones históricas ya que en la época en que trató de explicar cómo fluía 
la corriente eléctrica por los materiales, la comunidad científica desconocía la existencia de los 
electrones y decidió ese sentido. No obstante, en la práctica, ese error no influye para nada en lo 
que al estudio de la corriente eléctrica se refiere. 
 
2.2 Tipos de corrientes 
Algunos aparatos eléctricos no se pueden conectar a la red eléctrica; otros no pueden 
funcionar con pilas o baterías. En ambos casos, sin embargo, obtenemos energía eléctrica. Hay dos 
tipos de corriente: la corriente alterna (AC) y la corriente continua (DC). 
• Corriente continua 
Es la corriente eléctrica que siempre que 
recorre un circuito lo hace en el mismo 
sentido. Los generadores de corriente continua 
son: Pilas, baterías y dinamos. 
 
• Corriente alterna 
Es la corriente eléctrica que siempre 
que recorre un circuito cambia de sentido una 
y otra vez. La corriente alterna se genera 
mediante un alternador (transformación de 
energía mecánica en eléctrica). Se obtienen 
voltajes mucho más altos y, consiguientemente, 
grandes cantidades de energía. Es la que se usa 
en las casas para la iluminación, televisión, 
lavadoras, etc. (el voltaje suele ser de 230 V). 
 
 
Departamento de Tecnología IES El Tablero (Aguañac) 2019 – 2020 4 
 
3. Circuito eléctrico 
Un circuito eléctrico es un conjunto de elementos conectados entre sí, por los que circula 
una corriente eléctrica (electrones) que sigue un camino cerrado. 
Este camino está formado por cables y otros componentes eléctricos como pilas, bombillas 
e interruptores. 
La corriente eléctrica sale de un punto de partida (una pila), recorre un camino (el cable 
que es el conductor), atraviesa algún receptor (resistencia, bombilla, motor, etc), en el que se 
produce algún efecto (luz, movimiento, etc), y después regresa al mismo lugar del que partió (la 
pila). 
 
3.1. Elementos de un circuito eléctrico. 
Un circuito eléctrico se encuentra principalmente formado por cuatro tipos de elementos: 
 
 
 
Departamento de Tecnología IES El Tablero (Aguañac) 2019 – 2020 5 
 
• Generadores: Los generadores suministran energía eléctrica necesaria para que los 
electrones se muevan por el circuito. Ejemplos de ellos son las pilas y baterías y las fuentes de 
alimentación. Un generador consta de dos polos, uno negativo (cátodo) y uno positivo (ánodo). 
Nobasta con conectar un extremo del conductor al polo negativo del que salen los electrones. 
Hay que conectar el polo positivo, al que vuelven los electrones. Cuando ambos polos se unen 
mediante el hilo conductor, los electrones se mueven a través de él, desde el polo negativo al 
polo positivo. 
 
• Receptores: Transforman la energía de la corriente eléctrica en otro tipo de energía que 
nos resulte útil; motor (movimiento), bombilla (luz), altavoz (sonido), etc. 
 
• Conductores: Los conductores son los elementos que conectan los distintos elementos 
del circuito permitiendo el flujo de electrones. Generalmente se utilizan como conductores ca-
bles de cobre. 
 
 
 
 
 
 
• Elementos de control: Son los dispositivos usados para dirigir o interrumpir el paso de la 
corriente. Los más importantes son los interruptores, conmutadores y pulsadores. 
o Interruptor: sirve para cerrar (que funcione) un circuito o abrirlo (que no funcione) 
o Pulsador: cierra el circuito cuando se pulsa y lo abre al soltarlo. 
o Conmutador: permite seleccionar entre dos caminos del circuito, diferentes. 
 
 
Departamento de Tecnología IES El Tablero (Aguañac) 2019 – 2020 6 
 
 
 
• También forman parte de los circuitos otros componentes que evitan que estos se 
estropeen, es decir los protegen, son por tanto los elementos de protección. Los más utilizados 
son los fusibles, que ante cualquier problema de funcionamiento del circuito y la corriente sea 
muy elevada, se quema y corta el paso de la corriente, evitando averías al resto de los elementos. 
 
 
 
Departamento de Tecnología IES El Tablero (Aguañac) 2019 – 2020 7 
 
3.2. Simbología normalizada de circuitos. 
A la hora de dibujar los circuitos eléctricos en un plano, no se utiliza una representación 
realista de los diferentes elementos que los componen. En su lugar, utilizamos una serie de 
símbolos para representar dichos dispositivos. 
 
En la siguiente tabla vemos algunos de ellos, así como su función: 
 
 
 
Departamento de Tecnología IES El Tablero (Aguañac) 2019 – 2020 8 
 
4. Magnitudes eléctricas 
Existen tres parámetros fundamentales que intervienen en un circuito: 
4.1. Tensión eléctrica o voltaje (V) 
 Diferencia de cargas positivas y negativas entre dos puntos, se mide en voltios (V). 
4.2. Intensidad de corriente (I) 
Número de electrones que circulan por un cable conductor por segundo. Cuanto mayor es 
la cantidad de electrones que pasa por un cable, mayor será la intensidad de la corriente. La 
intensidad se representa con la letra I y se mide en amperios (A). 
4.3. Resistencia 
Los electrones tropiezan con los átomos del cable, dificultando así su circulación. Esta 
propiedad es conocida como resistencia eléctrica; oposición que ofrece un material al paso de la 
corriente eléctrica. 
El cobre es un excelente conductor eléctrico, porque ofrece una baja resistencia al paso de 
la corriente eléctrica. 
La resistencia se representa con la letra R, y se mide en Ohmios (Ω). 
5. Ley de Ohm 
Hay una ley que relaciona las tres magnitudes en un circuito, es la ley de Ohm. 
La resistencia la representa, básicamente, cualquier receptor que conectes a un circuito, 
esto es, bombillas, motores eléctricos, timbres, etc, pues cualquiera de estos elementos tiene 
una mayor o menor resistencia al paso de la corriente. Esto incluye a aparatos eléctricos: 
televisores, planchas, batidoras, …. A partir de ahora, una resistencia la representaremos con dos 
posibles símbolos: 
 
Conectamos una resistencia R a una fuente de 
tensión de voltaje V, por la resistencia circula una corriente 
de intensidad de corriente I. 
 
 
 
 
 
 
 
Departamento de Tecnología IES El Tablero (Aguañac) 2019 – 2020 9 
 
 
La ley de Ohm se expresa matemáticamente con la siguiente ecuación: 
 
Existe una manera muy sencilla de obtener las tres ecuaciones de las magnitudes 
anteriores: el triángulo de la ley de Ohm: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Existen un tipo de receptores eléctricos llamados, precisamente resistencias eléctricas, que 
se emplean para limitar y regular la cantidad de corriente que circula por un determinado 
circuito; y proteger algunos componentes por los que no debe circular una intensidad de 
corriente elevada. 
Por ejemplo, si a una pila de 15 V le conectamos directamente una bombilla de 5 V, al cerrar 
el interruptor, ésta se fundirá. 
 
 
Departamento de Tecnología IES El Tablero (Aguañac) 2019 – 2020 10 
 
 
Para evitar que se funda, podemos colocar una resistencia en serie con la bombilla para 
que se quede con, al menos, los 10 V que nos sobran. Así, sólo le llegarán 5 V a la bombilla. De 
este modo, la resistencia, actúa como un receptor extra que se opone al paso de la corriente y 
limita la intensidad de la misma, protegiendo el bombillo de una sobre carga. 
 
Ejemplo Ley de Ohm: Un circuito que tiene una pila de 6 voltios genera una corriente que 
atraviesa una resistencia eléctrica de 2 ohmios. 
¿Cuál es el valor de la intensidad de la 
corriente que pasa por la resistencia? 
Se trata de hallar I 
Tenemos los datos: V = 6 V , R = 2 Ω 
La ley de Ohm dice que: 
𝐼 = 
𝑉
𝑅
, sustituyendo 𝐼 =
6
2
= 3𝐴 
La solución es, por lo tanto, I = 3 A 
6. Tipos de conexiones o asociaciones de receptores. 
6.1. Conexión en serie 
Dos o más receptores están asociados en serie cuando están conectados unos a 
continuación de los otros. En esta disposición, la corriente que circula por todos los elementos 
es la misma, mientras que el voltaje total es la suma de las tensiones en los extremos de cada 
elemento. 
 
 
 
Departamento de Tecnología IES El Tablero (Aguañac) 2019 – 2020 11 
 
Para calcular la resistencia total o equivalente del circuito, basta con sumar las resistencias 
de cada receptor. 
 
6.2. Conexión en paralelo. 
En este caso, los diferentes componentes del circuito se colocan de tal forma que tengan 
la misma entrada y la misma salida; así los cables de un lado y del otro se unen. En esta 
disposición, la tensión de cada elemento es la misma, pera la intensidad que circula por cada 
rama varía. 
 
 
 
Departamento de Tecnología IES El Tablero (Aguañac) 2019 – 2020 12 
 
7. Los aparatos de medida eléctricos 
Las magnitudes básicas que se emplean en electricidad (tensión, intensidad de la corriente 
y resistencia eléctrica) se miden con unos aparatos que son imprescindibles para cualquier 
técnico de la electricidad o de la electrónica. Veamos cuales son: 
1. Para medir la tensión (V) (también llamado voltaje) se utiliza el voltímetro. Recuerda 
que la unidad de medida de la tensión es el voltio. 
2. Para medir la intensidad de la corriente eléctrica (I) se utiliza el amperímetro. Recuerda 
que la unidad de medida de la intensidad de corriente es el amperio. 
3. Para medir la resistencia eléctrica (R) se utiliza el óhmetro. Recuerda que la unidad de 
medida de la resistencia eléctrica es el ohmio. 
Cada uno de estos aparatos de medida se representa con un símbolo. Veamos cuáles son: 
 
En realidad, los técnicos no utilizan tres aparatos 
distintos, puesto que sería una incomodidad. Ellos emplean un 
único aparato que incluye los tres. Se llama polímetro o téster. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Departamento de Tecnología IES El Tablero (Aguañac) 2019 – 2020 13 
 
1. Para medir la tensión 
que hay entre dos puntos del 
circuito, se coloca el polímetro en 
paralelo con elemento a medir. 
Por ejemplo: si se quiere 
medir la tensión de una pila que 
forma parte del siguiente circuito... se coloca el voltímetro como muestra el dibujo de la 
izquierda. Se puede observar que el voltímetro nos da un resultadode 9 V, lo cual es lógico. 
 
2. Para medir la intensidad de la corriente que pasa por un elemento del circuito, se ha de 
colocar el polímetro en serie con el mismo. 
Por ejemplo: si se quiere medir la intensidad de 
la corriente que pasa por el bombillo que forma parte 
del siguiente circuito... 
Puedes observar que el amperímetro, se coloca 
a continuación del bombillo, es decir, insertado dentro 
del circuito. En este caso, el amperímetro marca 90 
miliamperios (mA). Esta es la intensidad de la 
corriente que atraviesa el bombillo. 
NOTA: 1000 mA = 1 A, en este caso 90 mA = 
0,09A

Continuar navegando