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Departamento de Tecnología
ELECTRICIDAD
3º ESO
Índice
1. Circuito eléctrico.
1.1. Definiciones
1.2. Componentes.
2. Magnitudes eléctricas fundamentales.
2.1. Intensidad.
2.2. Tensión.
2.3. Resistencia.
2.4. Potencia y energía
3. Leyes básicas .
3.1. Ley de Ohm.
3.2. Primera ley de Kirchhoff.
4. Asociación de resistencias .
4.1. Serie.
4.2. Paralelo.
5. Resolución de circuitos .
Circuito eléctrico
Es un conjunto de elementos conectados entre sí, por los que
circula una corriente eléctrica, con el fin de realizar un trabajo
( encender bombillas, motores, etc.)
Bombilla
Interruptor
Cable
Motor
Pila
Fusible
Corriente eléctrica
Es el movimiento de las cargas (electrones) en el interior de un
conductor.
Tipos:
• Corriente continua. ( CC o DC)
Es aquella que al circular por un conductor, siempre tienen el
mismo sentido y su valor es constante.
+
Corriente eléctrica
tiempo
• Corriente alterna. ( CA o AC)
Es aquella cuyo sentido se invierte periódicamente. Y su valor
cambia constantemente.
+
tiempo
1.2. Componentes de un circuito.
Los componentes que forman un circuito se clasifican en 5 grupos:
• Generadores
Generadores
protección
Elementos de
• Elementos de mando y maniobra
y maniobra
• Conductores
• Elementos de protección
Receptores
Elementos de mando
• Receptores
1.2. Componentes de un circuito eléctrico.
Generadores
Dispositivos que originan y proporcionan la energía necesaria para
que circule la corriente eléctrica en un circuito.
Elemento
Real
Símbolo
Pila
Batería
Generador
G
1.2. Componentes de un circuito eléctrico.
Receptores
Elemento
Real
Dispositivos a los que llega la electricidad y la
transforman en otro tipo de energía ( luz, calor,
sonido, movimiento,…)
Símbolo
Bombilla
Motor
Tipo energía
E. Luminosa
M
E. Mecánica
Resistencia
E. Calorífica
Zumbador
E. Sonora
1.2. Componentes de un circuito eléctrico.
Conductores
Se encargan de unir el resto de componentes del
circuito, permitiendo así el paso de la corriente
eléctrica.
Cables
Cables que se cruzan
Cables unidos
1.2. Componentes de un circuito eléctrico.
Elementos de mando y maniobra.
Dispositivos que sirven para dirigir o interrumpir a voluntad el
paso de la electricidad.
Elemento
Real
Símbolo
Interruptor
NA
Pulsador
NC
Conmutador
1.2. Componentes de un circuito eléctrico.
Elementos de protección
Dispositivos que protegen el circuito contra posibles
cortocircuitos, sobrecargas, fallos de funcionamiento, etc.
Elemento
Fusible
Real
Símbolo
Representación de circuitos
Se trata de dibujar con los símbolos el circuito real.
Interruptor
Bombilla
Pila
Identificamos cada elemento
Representación de circuitos
Dibujamos el esquema con los símbolos eléctricos.
Circuito real
Esquema eléctrico
• Colocamos los símbolos
• Unir con líneas.
2. Magnitudes eléctricas fundamentales.
Cuando una corriente eléctrica circula por un circuito eléctrico
cerrado se originan una serie de fenómenos, todos ellos medibles y
calculables que dan lugar a las magnitudes eléctricas: resistencia,
intensidad, tensión, potencia y energía.
2.1. Intensidad (I).
La intensidad (I) de corriente eléctrica es la cantidad de
electricidad que atraviesa la sección de un conductor eléctrico en la
unidad de tiempo.
Donde:
q
I
t
q: es la cantidad de electricidad o carga eléctrica. Se
mide en culombios (C).
t: tiempo (s)
Unidad de medida : La intensidad se mide en Amperios (A)
Submúltiplos:
miliamperio (mA) = 10-3 A
microamperio (μA) = 10-6 A
nanoamperio (nA) = 10-9 A
Mútiplos:
kiloamperio (kA) = 103 A
Instrumento de medida:
Amperímetro.
Símbolo
Para medir la intensidad en un circuito se conecta el amperímetro en
serie.
Hay que quitar un cable y unir los terminales del amperímetro
en los puntos abiertos del circuito
2. Magnitudes eléctricas fundamentales.
2.2. Tensión (V).
El voltaje o tensión (V) eléctrica es la diferencia de potencial eléctrico
que existe entre dos puntos de un circuito. Es lo que hace que las
cargas circulen por el circuito.
El símil hidráulico sería equivalente a dos bidones uno lleno de agua y otro
vacío. Si están comunicados por una tubería, el agua pasa del lleno al
vacío hasta tener la misma altura. La diferencia de altura inicial, que
permite circular el agua, es equivalente a la tensión en un circuito
Los generadores (pilas) son los encargados de crear una diferencia de potencial en
el circuito.
Unidad de medida
La tensión se mide en voltios (V).
Submúltiplos:
milivoltio (mV) = 10-3
Múltiplos:
kilovoltios (kV) = 103 V
megavoltios (MV) = 106 V
Instrumento de medida
La tensión se mide con el voltímetro.
Símbolo:
Para tomar medidas de tensión el voltímetro se conecta en paralelo.
2. Magnitudes eléctricas fundamentales.
2.3. Resistencia (R).
La resistencia (R) es la oposición o dificultad que presenta un conductor
al paso de la corriente eléctrica.
La resistencia de un conductor depende de la naturaleza del material,
aumenta con su longitud y se reduce conforme aumenta su sección
transversal.
l
R
S
Donde:
ρ: resistividad del material (Ω mm2 /m)
L: longitud del conductor (m)
S: sección del conductor (mm2)
Unidad de medida: El valor de la resistencia se mide en ohmios (Ω).
Múltiplos:
kiloohmios (kΩ) = 103 Ω
megaohmios (MΩ) = 106 Ω
Instrumento de medida
Para tomar medidas de resistencia se utiliza un instrumento llamado
óhmetro.
Símbolo:
Se conecta en paralelo, pero no debe de haber tensión en el circuito.
PROBLEMA
Calcula la resistencia de un cable de cobre de longitud 2 km y de
radio 2 cm.
Datos:
Resistividad:
2 km
  0,017
Longitud: L = 2 Km
Radio: r = 2 cm
mm
m
2
r = 2 cm
Fómula:
L
R
S
1º. Antes de sustituir en la fórmula pasamos la longitud
a metros, el radio a mm y calculamos la sección.
L = 2 Km = 2000 m
s    r    (20 mm)  1256,6 mm
2
2
2
2º. Sustituimos.
2
mm
2000 m
R  0,017

 0,027
m 1256,6 mm
2
2. Magnitudes eléctricas fundamentales.
2.4. Potencia (P) y Energía (E).
La potencia (P) es el trabajo realizado en la unidad de tiempo. En
un circuito eléctrico será:
P=IV
Unidad de medida
La potencia se mide en vatios (W)
Múltiplos:
kilovatios (kW) = 103 W
megavatios (MW) = 106 W
Submúltiplos:
milivatios (mW) = 10-3 W
La energía (E) es el trabajo desarrollado por la corriente eléctrica. La
energía eléctrica consumida por un receptor es el producto de su
potencia por el tiempo que está funcionando.
2. Magnitudes eléctricas fundamentales.
2.4. Energía (E).
La energía (E) es el trabajo desarrollado por la corriente eléctrica.
La energía eléctrica consumida por un receptor es el producto de
su potencia por el tiempo que está funcionando.
E=Pt
En los circuitos eléctricos la unidad de medida empleada es el
kilovatio por hora (kWh).
COSTE DE LA ENERGÍA
Lo que nos cuesta la electricidad será el producto de la energía
consumida por el precio.
Donde:
E: Energía (Kwh)
C=Ep
p: precio (€/Kwh)
Problema
Calcula la energía que consume un secador de 2 kw funcionando 30
minutos. Coste si el precio es 12,52 cent€/kwh.
Datos:
t = 30 minutos = 0,5 h
Potencia: P = 2 kw
tiempo: t = 30 minutos
Fórmula:
• Sustituimos.
E = 2 kw · 0,5 h
E=P·t
E = 1 kwh
Coste:
C=Ep
cent €
C  1kwh 12,52
kwh
C = 12,52 cent€
3. Leyes básicas de la electricidad.
3.1. Ley de Ohm.
La intensidad de corriente que circula por un conductor es
directamente proporcional a la tensión aplicada entre sus extremos
e inversamente proporcional a la resistencia que ésta ofrece.
Vab
V
I
R
ab
a
b
R
I
Ejercicios:
1º. Calcula la intensidad que circula por una resistencia de 100 Ω sometida a
una tensión en sus extremos de 10 V.
Datos:
Fórmula:
R = 100 Ω
V
I
R
Vab = 10 V
ab
Sustituimos
10V
I
100
I = 0,1 A
3. Leyes básicas de la electricidad.
2º. Calcula la tensión en los extremos de una resistencia de valor 100 Ω
por la que circula una intensidad de 2 A.
Datos:
R = 100 Ω
Vab
a
I=2A
b
R =100Ω
I=2A
Fórmula:
Despejamos Vab= VR
V
I
R
Vab= I R
ab
Vab= 2 A * 100 Ω ;
Vab= 200 V
3º. Calcula el valor de una resistencia con una tensión en sus extremos
de 10 V por la que circula una intensidad de 2 A.
Datos:
Vab=10 V
VR = 10 V
Fórmula:
V
I
R
ab
I=2A
a
R
b
I=2A
Despejamos R:
10V
R
2A
V
R
I
ab
R=5Ω
3. Leyes básicas de la electricidad.
3.2. Primera ley de Kirchhoff o ley de los nudos.
Nudo:
Es la unión de tres o más cables en un circuito eléctrico.
I2
I1
I3
La suma algebraica de las intensidades que entran
en un nudo es igual a la suma algebraica de las
intensidades que salen de él.
I1 = I2 + I3
4. Asociación de resistencias.
4.1. Asociación en serie.
 Las resistencias se conectan una a continuación de otra:
R1
R2
R3
 Una asociación de resistencias en serie se puede convertir en una
única resistencia equivalente sumando sus valores:
R1
R2
R3
RT
RT = R1 + R2 + R3 + … + Rn
4. Asociación de resistencias.
Propiedades:
 La intensidad que circula por cada resistencia es la misma.
R1
R2
R3
IT = IR1 = IR2 = IR3 = … = IRn
IT
VT
 La tensión de la pila se reparte de forma proporcional al valor de
cada resistencia.
VR1
VR2
VR3
R1
R2
R3
IT
VT = VR1 + VR2 + VR3 + … + VRn
VR1 = IT R1
VR2 = IT R2
VT
VR3 = IT R3
4.2. Asociación en paralelo.
 Se conectan los extremos de las resistencia entre sí.
R1
R2
R3
 Se puede convertir en una única resistencia equivalente aplicando la
fórmula:
R1
RT
R2
1 1 1 1
1
     
R R R R
R
T
1
2
3
n
R3
Para dos resistencias
Ra
Aplicamos la fórmula:
R R
R 
R R
a
Rb
b
T
a
b
4.2. Asociación en paralelo.
Propiedades:
 La tensión en los extremos de cada resistencia es la misma.
R1
R2
VT = VR1 = VR2 = VR3 = … = vRn
R3
VT
 La intensidad de la pila se reparte por cada una de las resistencia
inversamente proporcional a su valor.
I1
I2
R1
R2
R3
IT
IT = IR1 + IR2 + IR3 + … + IRn
V
I 
R
T
R1
I3
1
V
I 
R
T
R2
2
V
I 
R
T
R3
3
4. Asociación de resistencias.
4.3. Asociación mixta.
 Se trata de una combinación de la asociación en serie y paralelo.
R1
R3
R2
 Se puede convertir en una única resistencia equivalente resolviendo cada
una de las asociaciones que estén en serie o paralelo.
 Vamos dibujando cada una de las asociaciones equivalentes a que dé lugar.
Paralelo
Serie
R1
R12
R3
RT
R3
R2
Cálculos
1
R1 paralelo con R2
2
R R
R 
R R
1
2
12
1
2
R12 en serie con R3
RT = R12 + R3