3º DC. FÍSICA.TEMA II. ELECTRICIDAD

FUNDAMENTOS

Algunas partículas, de las que constituyen la materia (átomos), tienen una propiedad llamada carga eléctrica. La carga eléctrica se presenta en dos variedades: carga positiva (+) y  carga negativa (-). Los protones tienen carga + y los electrones carga - . Cuando partículas con carga se acercan entre sí, interaccionan, generándose, entre ellas una fuerza que las empujan y por tanto les otorga energía. A la energía procedente de estas interacciones, se le llama Energía Eléctrica.

INTERACCIONES ELÉCTRICAS

CORRIENTE ELÉCTRICA

         Los átomos de algunas sustancias, permiten que sus electrones externos se escapen con facilidad, cuando una carga externa (positiva+ o negativa-) interacciona con ellos. Estas sustancias se llaman conductores (los metales lo son).

Si en un hilo de cobre (Cu), ponemos una zona de carga +, (polo +), en un extremo, y una zona de carga – (polo -), en el otro, los electrones externos de los átomos de Cu, empezaran a moverse, alejándose del polo - y acercándose hacia el polo +. Estos electrones tendrán energía eléctrica y su movimiento se llama corriente eléctrica

Estos electrones, en movimiento, transportan energía que podrán ceder a ciertos aparatos, que la convertirán en otro tipo de energía, que nosotros usaremos. Por ejemplo, si ponemos una lámpara en el camino de los electrones (e^-), estos, cederán su energía eléctrica a la lámpara, que la transformará en energía luminosa, que nosotros usaremos para iluminarnos. Estos aparatos que transforman la energía eléctrica en otro tipo de energía, se llaman receptores.

La energía que llevan los e^-, se la da un aparato que llamamos Generador Eléctrico.

Para tener un circuito funcionando necesitamos conectar, mediante conductores (cables), los siguientes componentes: Generador, Receptor y un dispositivo de maniobra y control (interruptor…).

En vez dibujar cada componente, lo que hacemos es sustituirlos por dibujos más sencillos que llamamos símbolos. Cada componente tiene un símbolo que lo representa. El circuito de la imagen se representaría con el siguiente esquema:

SÍMBOLOS ELÉCTRICOS

CIRCUITOS EN SERIE

Un circuito en serie es una configuración de conexión en la que los bornes o terminales de los receptores, se conectan secuencialmente. La terminal de salida de un receptor, se conecta a la terminal de entrada del receptor siguiente.

Es decir, en un circuito en serie los receptores están instalados uno a continuación de otro en la línea eléctrica, de tal forma que los e^- que atraviesan el primero de ellos atraviesan también el último. Para instalar un nuevo elemento en serie en un circuito tendremos que cortar el cable y cada uno de los terminales generados conectarlos al receptor

CIRCUITOS EN PARALELO

El circuito eléctrico en paralelo es una conexión donde los puertos de entrada de todos los receptores están conectados entre sí, lo mismo que sus terminales de salida.

En un circuito en paralelo cada receptor conectado a la fuente de alimentación lo está de forma independiente al resto; cada uno tiene su propia línea, aunque haya parte de esa línea que sea común a todos. Para conectar un nuevo receptor en paralelo, añadiremos una nueva línea conectada a los terminales de las líneas que ya hay en el circuito.

CIRCUITOS MIXTOS

 Un circuito mixto como lo muestra la imagen es una combinación de varios elementos conectados tanto en paralelo como en serie.

ANÁLISIS DE CIRCUITOS

Analizar un circuito consiste en explicar cómo es y cómo funciona. Para ello estudiamos 4 cuestiones:

1º) Nombramos y numeramos los componentes (generadores, receptores, interruptores, puntos de conexión…)

2º) Explicamos cómo están conectados los receptores. Para ello tenemos que ver, de dos en dos, si van en serie o en paralelo. Es decir que receptor va en serie con cual otro y en paralelo con cual.

3º) Explicamos el recorrido de los e^-. Se puede hacer contándolo con una redacción, o mediante un diagrama (P^- > I₂ > B > c₁ > M…)

4º) Explicar el funcionamiento. Se hace de dos formas:

a)     Qué interruptores hay que conectar para que funcione cada receptor.

b)    Qué receptores se apagan o se encienden cuando se conecta o desconecta cada interruptor.

Ejemplo:

Analizar el siguiente circuito:

1º) Nombramos los componentes y si hay varios iguales los numeramos:

B.- Bombilla;       L.- LED;     P.- Pila;      Tf.- Tubo fluorescente;  

I₁, I₂, I₃.- Interruptores; C₁, C₂, C₃.- Conexiones (empalmes o derivaciones)

2º) Explicamos cómo están conectados los receptores:

B y Tf están en serie

B y L están en paralelo

L y Tf están en paralelo

3º) Explicamos el recorrido de los e^-. Se puede hacer contándolo con una redacción, o mediante un diagrama.

Siempre se debe empezar en el polo negativo (P^-) del generador y se tiene que terminar en el polo positivo del generador (P⁺). Al llegar a una conexión C, se sacan los dos caminos posibles.

                           B >  I₁ > Tf > C₂ > P⁺

P^- > I₂ > C₁ >

                          L > I₃ > C₂ > P⁺

4º) Explicar el funcionamiento. Se hace de dos formas:

¿Qué interruptores hay que conectar para que funcione cada receptor?:

B: I₂ e I₁ ;  Tf: I₂ e I_1;  L: I₂ e I₃

¿Qué receptores se apagan o se encienden cuando se conecta o desconecta cada interruptor?:

I₁: Apaga B y Tf;      I₂: Apaga todo;    I₃: Apaga L