Electricidad

 

Electricidad

La materia está formada por átomos constituidos por tres tipos de partículas: protones, neutrones y electrones.

• Los protones tienen carga eléctrica positiva. Están en el núcleo.
• Los electrones tienen carga eléctrica negativa y giran alrededor del núcleo del átomo.
• Los neutrones no tienen carga. Están en el núcleo.

 

Los responsables de todos los fenómenos eléctricos son los electrones, porque pueden escapar del átomo y son mucho más ligeros que las otras partículas.

Si un cuerpo tiene más cargas eléctricas negativas que positivas, se dice que está cargado negativamente o tiene exceso de electrones. Si un cuerpo tiene menos cargas negativas que positivas se dice que está cargado positivamente o tiene defecto de electrones. Si tiene igual número de cargas positivas que negativas no está cargado.

Si tengo dos cuerpos de modo que:

• Uno está cargado negativamente (es decir, se le han añadido electrones)
• El otro está cargado positivamente (es decir, se le han restado electrones)

 

Se dice que entre ellos hay una DIFERENCIA DE CARGAS, pero este concepto se conoce más como tensión eléctrica o voltaje y se mide en voltios.

NOTA: las cargas con distinto signo se atraen y si son del mismo signo se repelen.

 

Si conecto un cuerpo cargado negativamente con otro cargado positivamente con un cable conductor, las cargas negativas recorren el conductor desde el cuerpo negativo al positivo. Al movimiento de electrones por un conductor se le denomina corriente eléctrica.

Para mantener la tensión entre dos puntos es necesario mantener constantemente la diferencia de cargas entre dos puntos distintos. A estos dos puntos se le llaman polos y están en las pilas y baterías.

• El polo negativo tiene exceso de electrones.
• El polo positivo tiene defecto de electrones.

Cuanto mayor sea la diferencia de cargas entre los dos polos mayor será la tensión eléctrica (voltaje) y los electrones recorren el conductor con más fuerza.
Definición: La tensión eléctrica o voltaje es la fuerza con que son impulsados los electrones entre dos puntos. Se mide en voltios (V). Si no hay tensión no hay corriente.

Circuito eléctrico

Un circuito eléctrico es el camino cerrado por el que circulan los electrones y contiene:

1. Generadores que producen energía eléctrica: Pilas, baterías,…
2. Receptores: Consumen energía eléctrica y la transforman en otro tipo de energía (luminosa, calorífica, sonora, cinética,…)
3. Cables conductores.

 

También puede haber elementos de maniobra, que controlan el paso de la corriente (interruptores).

Definición: La intensidad de la corriente eléctrica es el número de electrones que pasa por un punto del circuito cada segundo. Se mide en Amperios (A)

Aparatos de medida

• La tensión eléctrica se mide con el voltímetro. Tiene dos cables (rojo y negro). La tensión se mide entre dos puntos como se ve en la figura.
• La intensidad de corriente se mide con el amperímetro. También tiene dos cables (rojo y negro). El amperímetro se debe insertar en el punto del circuito en el que se desea medir la intensidad de la corriente.

 

 

 

 

 

Hoy en día el voltímetro y el amperímetro se unen en un solo aparato llamado polímetro.

Definición: Se denomina resistencia eléctrica a la oposición que presenta un material al paso de la corriente. La resistencia eléctrica se mide en ohmios (Ω). De este modo, cuanto mayor sea la resistencia de un material (es decir, cuanto más ohmios tenga) más le cuesta a la corriente atravesar el material.

Tipos de conexión de los circuitos

1. En serie: Dos o más elementos están conectados en serie cuando se conectan uno a continuación del otro de modo que, la salida de uno es la entrada del otro.

 

Características:

• Si uno de los elementos del circuito deja de funcionar el resto tampoco funcionan.

 

• El voltaje de la pila se reparte entre todos los receptores conectados en serie (por eso las bombillas brillan poco)

 

 

 

 

• La intensidad de la corriente que atraviesa cada receptor es la misma para todos los receptores.

2. En paralelo

En este caso los diferentes elementos se colocan de forman que tienen la misma entrada y la misma salida, de modo que los cables de un lado se unen entre sí y los del otro lado se unen entre si.

 

 

Características

• Si uno de los elementos deja de funcionar, el resto funciona normalmente, como si no hubiese pasado nada.
• Todos los receptores funcionan con la misma tensión.
• La intensidad de la corriente que genere la pila se reparte entre todos los receptores.

 

Potencia eléctrica

Es la velocidad con la que un receptor consume energía eléctrica. Se mide en Vatios (W). Así una estufa de 1000 W consume el doble de energía que una de 500 W si las enchufamos durante el mismo tiempo.

La potencia que consume un aparato se puede calcular si sabemos la intensidad de la corriente que atraviesa el aparato y la tensión a la que está conectada.

P = V·I
Ejemplo: Si conecto una estufa a un enchufe (que siempre tiene una tensión de 220 V) y la estufa comienza a consumir una intensidad de corriente de 4 A. La potencia de la estufa será…

P = V·I = 220 V·4 A = 880 W

Elementos de control de un circuito

• Interruptores: Permiten o no permiten el paso de la corriente de modo permanente.
• Pulsadores: Son interruptores que actúan solamente mientras son pulsados.
• Conmutadores: Permiten desviar la corriente eléctrica por una parte del circuito, impidiendo que pase a otra.

 

Efectos de la corriente eléctrica

1. Efecto Joule: Cuando la corriente recorre un cable conductor este siempre se calienta y empieza a emitir calor. Eso ocurre porque los electrones que se mueven dentro del  cable chocan con los núcleos de los átomos del metal. Gracias a este efecto tenemos estufas, planchas, hornos…

 

2. Efecto electromagnético: Cuando la corriente eléctrica recorre un cable conductor éste genera alrededor un campo magnético y se comporta como un imán que puede atraer objetos de hierro. Gracias a este efecto se pueden fabricar electroimanes y motores eléctricos.