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Departamento de Tecnología 1º ESO Índice 1. Circuito eléctrico 2. Magnitudes eléctricas fundamentales. 2.1. Intensidad. 2.2. Tensión. 2.3. Resistencia. 3. Ley de Ohm . 4. Asociación de componentes . 4.1. Serie. 4.2. Paralelo. 5. Cálculos en circuitos . 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 La corriente eléctrica La materia que nos rodea (un bolígrafo, el aire, la comida,….) está formada por cargas eléctricas positivas y negativas. Las cargas negativas se llaman electrones. La corriente eléctrica es el movimiento de los electrones a través de un conductor. Vídeo 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 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 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 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 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 Elementos de protección Dispositivos que protegen el circuito contra posibles cortocircuitos, sobrecargas, fallos de funcionamiento, etc. Elemento Fusible Real Símbolo Se trata de dibujar con los símbolos el circuito real. Interruptor Bombilla Pila Identificamos cada elemento Dibujamos el esquema con los símbolos eléctricos. Circuito real Esquema eléctrico • Colocamos los símbolos • Unir con líneas. Circuito eléctrico (símil hidráulico) 2. Magnitudes eléctricas fundamentales. Cuando una corriente eléctrica circula por un circuito eléctrico cerrado, se originan una serie de fenómenos que dan lugar a las magnitudes eléctricas: resistencia, intensidad, tensión,…. 2.1. Intensidad (I) La intensidad (I) es la cantidad de carga (electrones) que pasa por un conductor en un segundo. La intensidad se mide en Amperios (A) 2. Magnitudes eléctricas fundamentales. 2.2. Tensión (V). El voltaje o tensión (V) es la energía por unidad de carga que hace que estas circulen por el circuito. El símil hidráulico sería equivalente a dos bidones uno lleno de agua y otro vacío. h Los generadores (pilas) son los encargados de crear una diferencia de potencial en el circuito. La tensión se mide en voltios (V). h 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. El valor de la resistencia se mide en ohmios (Ω). 3. Leyes básicas de la electricidad. Vídeo 3.1. Ley de Ohm. La intensidad que circula por un conductor es igual a la tensión dividida por la resistencia. Vab V I R Regla nemotécnica 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: R = 100 Ω Vab = 10 V Fórmula: V I R ab Sustituimos 10V I 100 I = 0,1 A 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 4. Asociación de componentes. 4.1. Asociación en serie. Se conectan una a continuación de otro Esquema RB1 RB2 RB3 RBT Se puede convertir en una única resistencia equivalente sumando sus valores RBT = RB1 + RB2 + RB3 Tres bombillas en serie conectadas a una pila de 6 V Si se funde una bombilla el resto deja de funcionar. A más bombillas en serie, menos luz emite cada una. Características: • La intensidad que pasa por cada resistencia es la misma. •La tensión se reparte. Cada bombilla se queda con 2 V. 4.2. Asociación en paralelo. Lo conectamos a una pila de 6 V Se conectan los extremos de los componentes entre sí. 6V 6V Características: 6V • La tensión en cada bombilla es la misma. (6 V en cada una) • Si se funde una bombilla, el resto sigue funcionando. 4.2. Asociación en paralelo. Si conectamos una bombilla en paralelo a una pila, se ilumina igual que si conectamos más. Todas las bombillas tienen la tensión de la pila. La pila con una sola bombilla dura más. Circuito mixto dos bombilla y un motor: Conecta los cables. A Circuito mixto dos bombilla y un motor: Conecta los cables. ¿Cómo funciona? B ¿Qué ocurre? ¿Por que? Conecta un cable entre los puntos A y B del circuito. 5. Resolución de circuitos. Formado por una pila y un receptor (bombilla, motor, resistencia,…) 5.1. Circuito simple Pasos: 1. Dibujamos el esquema eléctrico y ponemos los datos. 2. Ponemos los datos y la fórmula 3. Sustituimos en la fórmula y despejamos lo que nos falta. Problema: I = 0,05A Vpila RB = 1000 Ω Calcula la tensión en una resistencia de 1000 por la que pasa una intensidad de 0,05 A. Ley de Ohm Datos R = 1000 I = 0,05 A V I R Sustituimos 0,05 A V 1000 Pasa multiplicando Despejamos la tensión V V 1000 x 0,05 A V = 50 V 5.2. Circuito en serie Problema: Formado por una pila y varios receptores conectados en serie (bombilla, motor, resistencia,…) Se conecta en serie una bombilla de 20 Ω de resistencia y un motor de 80 Ω y una pila de 10 V. Calcula la intensidad y la tensión en la bombilla y en el motor. Pasos: 1. Dibujamos el esquema eléctrico y ponemos los datos. 2. Agrupamos los elementos en serie. Sumamos el valor de sus resistencias. El circuito se transforma en uno simple. Datos RB = 20 Ω RM = 80 Ω Cálculo resistencia equivalente: RT = RB +RM RT = 20Ω + 80Ω Vpila = 10 V RB = 20 Ω M Vpila = 10 V I Se transforma el circuito RM = 80 Ω Vpila = 10 V RT = 100Ω 5.2. Circuito en serie Pasos: 3. En el circuito equivalente aplicamos la ley de Ohm y obtenemos la intensidad. Vpila = 10 V I RT = 100Ω I Volvemos al circuito original: Bombilla RB = 20 Ω I = 0,1 A RT 10 V I 100 I 0,1A Al estar en serie la Intensidad es la misma para la bombilla y el motor. RB = 20 Ω Vpila = 10 V V pila M I = 0,1 A I VBombilla RBombilla RM = 80 Ω 4. Aplicamos la ley de Ohm a la bombilla y al motor y sacamos su tensión. Motor 0,1 A VBombilla 20 I = 0,1 A Despejamos la tensión VBombilla VBombilla 20 x 0,1 A RM = 80 Ω VBombilla 2 V VMotor I RMotor VMotor I RMotor VMotor 80 x 0,1 A VMotor 8 V 5.3. Circuito en paralelo Formado por una pila y varios receptores conectados en paralelo (bombilla, motor, resistencia,…) Problema: Se conecta en paralelo una bombilla de 20 Ω de resistencia y un motor de 80 Ω y una pila de 10 V. Calcula la intensidad y la tensión en la bombilla y en el motor. Pasos: 1. Dibujamos el esquema eléctrico y ponemos los datos. 2. Como están conectados en paralelo, la tensión es la misma e igual a la pila. RB = 20Ω VBombilla VMotor V pila 10 V RM = 80 Ω 3. Se aplica la ley de Ohm a cada componente. M I B 0,5 A Vp = 10 V Bombilla RB = 20 Ω VBombilla 10 V I M 0,125 A V I Bombilla Bombilla RBombilla I Bombilla 10 V 20 Motor RM = 80 Ω I Motor VMotor RMotor I Motor 10 V 80 I Motor 0,125 A VMotor 10 V La intensidad de la pila es la suma de las dos I Bombilla 0,5 A ITotal I B I M ITotal 0,5 A 0,125 A ITotal 0,625 A