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TEMA 3: Ciencias Naturales. LA ELECTRICIDAD Y EL MAGMETISMO
CRA Sexma de La Sierra. CoNoTiC
3. LA ELECTRICIDAD Y EL MAGNETISMO
Esquema conceptual:
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TEMA 3: Ciencias Naturales. LA ELECTRICIDAD Y EL MAGMETISMO
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ELECTRICIDAD
La electricidad es una forma de energía que se manifiesta con todo su poder en
la naturaleza (por ejemplo, en las tormentas con rayos). Es, por tanto, un
fenómeno natural que se da en la materia, y es aprovechada por nosotros
para hacer funcionar toda clase de máquinas y aparatos.
Pero, ¿qué es electricidad y cómo funciona? Para explicarlo vamos a ver
primero cómo está formada la materia.
ORIGEN DE LA PALABRA "ELECTRICIDAD"
La palabra "electricidad" viene del griego. En esa lengua "elektron" significa
ámbar. El ámbar es la resina fosilizada de árboles que vivieron hace millones de
años. Si se frota el ámbar con un paño, atrae después pequeños cuerpos. Este
fenómeno ya lo descubrieron los antiguos griegos, hace más de dos mil años, y
se explica por lo que vas a leer a continuación.
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1. CARGA ELÉCTRICA Y ELECTRICIDAD ESTÁTICA
Toda la materia está formada por átomos, y estos, a su
vez, contienen electrones que giran alrededor de un
núcleo. Los electrones tienen carga eléctrica negativa,
y el núcleo, carga eléctrica positiva.
Tenemos que diferenciar electricidad estática y corriente eléctrica.
* Electricidad estática: la que tienen los cuerpos cargados con cargas
negativas o positivas.
Los cuerpos adquieren estas cargas cuando pasan electrones de un cuerpo a
otro. El cuerpo que gana electrones queda cargado negativamente. El que los
pierde, queda cargado positivamente. Es lo que sucede, por ejemplo, al frotar
un globo con un paño o con el pelo.
Los cuerpos que contienen cargas del distinto signo se atraen. Así, por
ejemplo, el globo y el pelo que han sido frotados. Los que tienen cargas del
mismo signo, se repelen. Así, por ejemplo, dos globos.
2. CORRIENTE ELÉCTRICA
* Corriente eléctrica: consiste en el movimiento de los electrones a través de
un material conductor.
Si ponemos en contacto dos cuerpos cargados con cargas de distinto signo, los
electrones (cargas negativas) se mueven del cargado negativamente al cargado
positivamente.
* Materiales conductores: aquellos a través de los cuales pueden
circular los electrones.
Son conductores los metales en general, el agua salada (la del grifo
también, pues contiene sales), el cuerpo humano...
* Materiales aislantes: a través de ellos no pueden circular los
electrones.
Son aislantes los plásticos, el vidrio...
Para producir corriente eléctrica usamos generadores.
* Un generador transforma otros tipos de energía en electricidad,
produciendo cargas de distinto signo en los dos extremos de un circuito
eléctrico.
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Así el generador hace que los electrones viajen de un extremo a otro del
circuito.
Los generadores que convierten otras energías (mecánica,
térmica, nuclear) en electricidad se instalan en las centrales
eléctricas y se llaman alternadores.
Los generadores que transforman la energía química de las
sustancias en electricidad se llaman baterías o pilas.
3. CIRCUITO ELÉCTRICO
* Un circuito eléctrico es un conjunto de elementos que permite generar,
distribuir y aprovechar la electricidad.
Sus partes principales son:
Generador (alternador de una central / batería o
pila)
Cables y conexiones: generalmente son de un
metal, como el cobre. Van recubiertos de material
aislante (plástico) para evitar contactos
(cortocircuitos).
Interruptor: dispositivo que permite o interrumpe
el paso de la corriente, cerrando o abriendo el
circuito.
Receptores eléctricos: bombillas, motores,
resistencias.
Los circuitos pueden ser en serie o en paralelo.
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Circuitos en serie:
Los elementos de consumo (por ejemplo, las bombillas) van conectados
uno a continuación de otro. Si se interrumpe el circuito en un elemento
(por ejemplo, se funde una bombilla) la electricidad no llega ya a los
otros elementos de consumo, porque el circuito queda abierto.
Circuitos en paralelo:
Los elementos de consumo van conectados independientemente uno de
otro. Si se interrumpe el circuito en un elemento, la electricidad sí llega a
los otros elementos de consumo, porque el circuito sigue cerrado para
ellos.
circuito en serie
circuito en paralelo
4. USOS DE LA ELECTRICIDAD EN NUESTRA SOCIEDAD
El consumo de electricidad en nuestra sociedad es cada vez mayor. La
electricidad tiene muchas ventajas, pero no debemos olvidar que también
tiene inconvenientes, peligros y riesgos medioambientales y personales.
Tienes que hacer una investigación personal sobre los riesgos
medioambientales y personales y las medidas (prevención de riesgos, ahorro)
que se deben tomar.
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EL MAGNETISMO
Como vas a ver después, electricidad y magnetismo están muy relacionados.
1. LOS IMANES Y EL MAGNETISMO
* El magnetismo es la propiedad que tienen algunos materiales de atraer el
hierro. A estos materiales se los denomina imanes.
En la naturaleza hay algunos materiales con propiedades magnéticas. Se los llama
imanes naturales. Por ejemplo, la roca magnetita.
[La roca llamada magnetita se encontraba en abundancia en Magnesia, una región
de la antigua Grecia. Del nombre de esa región deriva el nombre de la roca y el
nombre de esta propiedad de algunos materiales: el magnetismo.]
imán natural: magnetita
Hay también imanes artificiales: el hombre los crea poniendo en contacto el
hierro o el acero con imanes naturales, o mediante la mezcla de diversos metales.
imán artificial
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Los imanes tienen dos polos.
* Polos son los extremos del imán, en los que la fuerza se manifiesta con
mayor intensidad.
Los polos se llaman Norte (N) y Sur (S). El polo Norte se suele pintar de rojo, y el
Sur, de color azul o blanco.
Los polos de distinto signo se atraen, los del mismo signo se repelen.
La Tierra, debido a su núcleo de hierro y a la rotación, se comporta como un
gigantesco imán. Tiene un polo Norte magnético y un polo Sur magnético, por
eso atrae a la aguja de la brújula. Como el polo Norte geográfico coincide con el
polo Sur magnético, el polo Norte de la brújula se orienta hacia allí.
polo Norte geográfico = polo Sur magnético
polo Sur geográfico = polo Norte magnético
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MAGNETISMO Y ELECTRICIDAD
Magnetismo y electricidad están muy relacionados. Esta relación la podemos ver
sobre todo en estos tres dispositivos:
1. EL ELECTROIMÁN (la electricidad produce magnetismo).
* Un electroimán es un dispositivo que transforma un objeto de hierro o acero
en un imán cuando pasa alrededor de él la corriente eléctrica.
2. EL ALTERNADOR (el magnetismo induce la electricidad).
Si tu bicicleta lleva un foco de luz, tiene un dispositivo que la alimenta de
corriente. Es el generador, y va pegado a la rueda.
* Un alternador es un dispositivo que utiliza el magnetismo para transformar
la energía mecánica (energía del movimiento) en electricidad.
El movimiento rotatorio producido por la energía mecánica se transmite a un eje.
El movimiento del eje hace girar un imán sobre una bobina de metal conductor. El
campo magnético del imán produce una corriente eléctrica en la bovina que es
recogida por los cables conductores.
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En las grandes centrales eléctricas el movimiento de las turbinas se transmite a un
gran alternador que también lleva dentro imanes.
3. EL MOTOR ELÉCTRICO (la electricidad produce cambios en los campos
magnéticos).
En el motor eléctrico se produce el proceso inverso del que se produce en el
alternador.
* Un motor eléctrico transforma la energía eléctrica en mecánica
(movimiento).
Y para ello se sirve también del magnetismo.
En este caso, una corriente hace que gire un imán interno montado en el eje del
motor. Este movimiento se trasmite a la máquina a la que hace funcionar.
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Anotaciones:
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