PROGRAMACIÓN: EVAL 2

QUÉ ES LA ELECTRICIDAD

Electricidad: Es la forma de energía producida por el movimiento de electrones a través de un cuerpo.

    Además, la electricidad es la forma de energía más usada en nuestra vida cotidiana y por ello la rama técnica más importante que, junto con la mecánica, forma parte de cualquier mecanismo, máquina o sistema. La gran ventaja de la electricidad es la versatilidad o facilidad para ser convertida en otras formas de energía, la facilidad de su generación y el hecho de ser una forma de energía limpia y segura (otra cosa es la contaminación producida en su generación).

    Tras el invento de la bombilla incandescente por Edison, en 1879, la vida de la mayoría de las personas cambió radicalmente. La electricidad ha cambiado nuestra forma de vivir (lavadora, frigorífico, horno, radio, televisión, ascensor, etc.), de trabajar (maquinaria industrial, ordenadores, etc.), de comunicarnos (teléfonos, trenes, automóviles, ordenadores, etc.) o de disfrutar del tiempo libre (televisión, cine, conciertos, discotecas, videojuegos, etc.). Podemos decir que la electricidad mueve el mundo. Por eso es difícil imaginar nuestra vida sin electricidad.

    Según dijimos, la electricidad ofrece tantas ventajas porque se puede transformar en otras formas de energía con relativa facilidad. Veamos un ejemplo:

TIPOS DE CORRIENTE ELÉCTRICA

Existen dos tipos básicos de corriente eléctrica:

- Corriente Continua (c.c., en inglés d.c.): Es el tipo de corriente producido por las pilas, baterías y células solares, en las que el valor de tensión permanece constante a lo largo del tiempo, es decir, no va cambiando según el instante.

- Corriente Alterna (c.a., en inglés a.c.): Es el tipo de corriente producido por los alternadores, en los que el voltaje va cambiando instante a instante y alternando valores positivos con negativos según una forma de onda senoidal. Esto es debido a la manera con que se produce la electricidad (girando el bobinado en el seno de un campo magnético). El valor eficaz de la corriente alterna que llega a nuestras casas es de 220V (380V si es trifásica) y varía con una frecuencia de 50 Hz, siendo el valor máximo o de pico de 311V.

Para observar la forma de estas corrientes recurriremos a un aparato llamado osciloscopio (ORC) que puede medir las señales eléctricas en tiempo real. Veamos:

Además, existe otro tipo de corriente llamada Corriente Pulsatoria, que es la producida por las dinamos y en la que el voltaje va cambiando instante a instante, pero sin alternar, ya que siempre son valores positivos. Es una especie de corriente alterna rectificada que, a efectos de cálculo, suele considerarse más una corriente continua.

Y también mencionaremos otro tipo de corriente eléctrica, la señal eléctrica cuadrada, muy usada en los sistemas de control electrónicos y generada por osciladores o relojes de cristal de cuarzo para sincronizar el funcionamiento de los elementos del sistema. Es el caso de los ordenadores.

EFECTOS QUE PROVOCA LA ELECTRICIDAD Y PARA QUÉ LA USAMOS

- Calor, debido a la fricción en el movimiento de los electrones

- Un campo magnético, según lo explicado en el capítulo de electromagnetismo.

En general estos efectos son perjudiciales ya que ambos pueden afectar negativamente a la salud de los seres vivos y dañar máquinas, aparatos y sistemas. Es peligroso el calor, pero también los campos magnéticos provocados por los aparatos eléctricos, unos más que otros. En general se aconseja usarlos lo menos posible (el tiempo estrictamente necesario) y tenerlos a la mayor distancia que podamos; a menor tiempo y a mayor distancia los efectos son menores.

Las descargas eléctricas pueden producir desde pequeños calambres a serias quemaduras y contracciones musculares que pueden provocar la muerte.

CIRCUITOS ELÉCTRICOS

Un circuito eléctrico es el conjunto de elementos (operadores eléctricos) que se conectan entre sí para hacer circular una corriente eléctrica y provocar algún efecto.

¿Te has fijado alguna vez en cómo funciona una linterna? Al cerrar el interruptor de la linterna se produce una corriente eléctrica debido a la circulación continua de los electrones. Esa corriente eléctrica atraviesa los diferentes componentes del circuito. Mueve el cursor por los diferentes elementos y haz clic en el interruptor para encender la linterna:

Para ello, necesitamos al menos los siguientes elementos:

- Generador: Elemento que genera la corriente eléctrica: Pilas, baterías, células solares, dinamos, alternadores.

- Conductor: Camino por el que circulan los electrones: Hilos, cables, pistas, barras, pletinas.

- Receptor: Elemento que recibe la corriente eléctrica y la convierte en un efecto determinado: Lámparas, motores, timbres, resistencias, electroimanes.

Y para mejorar dicho circuito se usan también los siguientes elementos:

- Elementos de mando o maniobra, para controlar el paso de corriente a nuestro gusto o necesidad: Pulsadores, interruptores, conmutadores, cruzamientos.

- Elementos de conexión, para poder conectar unos elementos con otros: Enchufes, portalámparas, portapilas, regletas de conexión.

- Elementos de protección, para evitar daños innecesarios debidos a algún tipo de anomalía o avería: Fusibles, interruptores diferenciales, interruptores magnetotérmicos.

Para representar un circuito se realizará un dibujo del mismo, un esquema, en el que aparecerán los diversos elementos que lo forman. Pero no se harán los dibujos reales sino que se emplearán unos símbolos normalizados, que son más rápidos de dibujar y son estándar a nivel internacional. Lo primero será, pues, aprender los símbolos de cada elemento.

Símbolos básicos:

Veamos la correspondencia entre el dibujo real y su símbolo:

Y con estos símbolos ya podemos dibujar un circuito como el siguiente (esquema de una linterna), en el que se puede observar que el generador se dibuja a la izquierda, el receptor a la derecha y el elemento de mando en la parte superior, dejando abajo la conexión directa generador-receptor:

Obviamente, para que circule la corriente eléctrica debe haber un camino cerrado (que empiece y finalice en el generador), y esto es lo que se aprovecha para cortar o permitir el paso de corriente mediante los elementos de mando.

En el caso de los interruptores, al actuar sobre ellos la corriente circula o se corta indefinidamente hasta que volvamos a darles. Veamos:

Y con pulsadores sería muy similar, sólo que en este caso la corriente circula (pulsador normalmente abierto) o se corta (pulsador normalmente cerrado) únicamente mientras tengamos pulsado.

RESOLUCIÓN DE CIRCUITOS

Y resolver un circuito eléctrico significa calcular las magnitudes básicas, Intensidad (I), Tensión (V) y Potencia (P), de todos y cada uno de los elementos del circuito. La Resistencia (R) suele ser un dato del circuito; en caso contrario también habrá que calcularla. Además, como todo cuerpo presenta una determinada resistencia cuando pasa por él una corriente eléctrica, podemos sustituir o representar cualquier receptor por una resistencia(únicamente a la hora de resolver el circuito).

EJERCICIOS:

1.Calcule la resistencia de una estufa que consume 3 amperios a una tensión de 120 voltios.

2.¿Cuanto de voltaje hay que aplicar a un reóstato de 30 ohmios para que circulen a través de él 5 amperios?

3.En el circuito de la figura, calcular la intensidad que circula

LA RESISTENCIA ELÉCTRICA

Resistencia eléctrica es toda oposición que encuentra la corriente a su paso por un circuito eléctrico cerrado, atenuando o frenando el libre flujo de circulación de las cargas eléctricas o electrones. Cualquier dispositivo o consumidor conectado a un circuito eléctrico representa en sí una carga, resistencia u obstáculo para la circulación de la corriente eléctrica.

RESISTENCIA EN SERIE

Dos o más resistencias se encuentran conectadas en serie cuando al aplicar al conjunto una diferencia de potencial, todas ellas son recorridas por la misma corriente.