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UUNNIIDDAADD DDIIDDAacuteAacuteCCTTIICCAA

EELLEECCTTRRIICCIIDDAADD BBAacuteAacuteSSIICCAA

YY AAPPLLIICCAACCIIOONNEESS

1

Iacutendice - Introduccioacuten

CONTENIDOS En este tema aprenderaacutes

- Queacute es la electricidad y sus tipos

- Coacutemo se genera se transmite y se distribuye la electricidad

- Efectos y aplicaciones generales de la electricidad

- Componentes de los circuitos generales y de viviendas

- Magnitudes foacutermulas y caacutelculos eleacutectricos

- Herramientas especificas para electricidad

OBJETIVOS Al final seraacutes capaz de (Objetivos)

- Disentildear circuitos eleacutectricos generales y de viviendas

- Analizar circuitos eleacutectricos

- Construir y calcular circuitos eleacutectricos y otras aplicaciones eleacutectricas

IacuteNDICE

0- INTRODUCCIOacuteN

1- DEFINICIOacuteN DE ELECTRICIDAD

2- iquestCOacuteMO SE GENERA LA ELECTRICIDAD

3- COMPONENTES GENERALES DE LOS CIRCUITOS ELEacuteCTRICOS

4- ASOCIACIONES DE ELEMENTOS

5- LEYES Y FOacuteRMULAS FUNDAMENTALES DE LOS CIRCUITOS ELEacuteCTRICOS

6- CIRCUITOS TIacutePICOS DE VIVIENDAS

7- HERRAMIENTAS DEL ELECTRICISTA

8- ALGUNOS DISENtildeOS DE CIRCUITOS ELEacuteCTRICOS

9- COMO FUNCIONAN ALGUNOS DISPOSITIVOS ELEacuteCTRICOS HABITUALES

10- SEGURIDAD E HIGIENE DE LA ELECTRICIDAD

Anexo I Actividades praacutecticas

Anexo II Glosario de teacuterminos

Anexo III Simbologiacutea eleacutectrica

Anexo IV Esquema-resumen

Anexo V Demuestra tus conocimientos

PREGUNTAS PARA OBSERVAR CONOCIMIENTOS INICIALES

1- iquestQueacute es la electricidad y cuaacutentos tipos hay

2- iquestCoacutemo se genera la electricidad

3- iquestCuaacuteles son los componentes generales de un circuito eleacutectrico

4- iquestPor queacute se utiliza el circuito paralelo en las viviendas

5- iquestCuaacutel es la ley de Ohm

6- iquestSabriacuteas disentildear un circuito eleacutectrico que se encienda una luz desde dos posiciones

7- iquestPara queacute se utiliza un poliacutemetro

8- iquestSabes coacutemo funciona un frigoriacutefico

9- iquestCoacutemo funciona una bombilla o un tubo fluorescente

2

00 IINNTTRROODDUUCCCCIIOacuteOacuteNN (Me lo contaron y lo olvideacute lo vi y lo entendiacute lo construiacute y lo aprendiacute Confucio)

iquestPara queacute ha servido la electricidad La electricidad es la forma de energiacutea maacutes utilizada debido a

que puede transmitirse a gran distancia se puede almacenar y sobre todo se puede transformar en otras

energiacuteas y viceversa Todo esto ha influido en la mejora de nuestra calidad de vida con avances tecnoloacutegicos

como son iluminacioacuten de viviendas la TV ordenadores moacuteviles relojes coches industrias y multitud de

factores de nuestra vida que se pueden saber simplemente comparaacutendolo con el modo de vida de hace 100 antildeos

Un poco de historia Hace maacutes de 2000 antildeos que los griegos descubrieron la electricidad al frotar

aacutembar con un trozo de tela atrayendo pequentildeos trozos plumas etc de hecho la palabra ldquoelectricidadrdquo deriva

de la palabra griega ldquoaacutembarrdquo En 1749 se dio el primer gran paso cuando Benjamiacuten Franklin analizoacute

diminutas chispas de cuerpos cargados y gigantescas chispas de los rayos hablando de flujo eleacutectrico y coacutemo

se podiacutea transferir de un lugar a otro es decir la corriente eleacutectrica A partir de ahiacute hubo grandes

descubrimientos uno tras otro hasta nuestros diacuteas y sus diferentes aplicaciones sobre todo en la electroacutenica

iexclElectricidad iquestCoacutemo Al frotar un globo o boli de plaacutestico

con una tela se dice que se ha cargado de electricidad es decir que

con el rozamiento se ha perdido o ganado electrones y por tanto al

acercarlo a un cuerpo en equilibrio de cargas por ejemplo un trocito de

papel es atraiacutedo por el boli o tambieacuten puede hacerlo iexclla tela

La materia estaacute constituida de aacutetomos y eacutestos a su vez de

electrones (-) protones (+) y neutrones (neutro) establecieacutendose

diversos tipos de cargas en los cuerpos negativas (maacutes electrones que

protones) cargas positivas (menos electrones que protones) y sin

carga (mismo nordm de electrones que de protones) por lo que los aacutetomos

se atraen (diferente carga) o repelen (misma carga) entre siacute Los

uacutenicos que se mueven en un aacutetomo son los electrones y el flujo de

estos electrones de un aacutetomo a otro es la electricidad

Cuando podemos extraer los electrones y transportarlo de un

lado a otro por medio de un conductor (cable eleacutectrico) se produce la corriente eleacutectrica siendo los electrones

atraiacutedos por un cuerpo cargado positivamente o neutro establecieacutendose una diferencia de potencial o

voltaje (V) entre las cargas (Ej 220 voltios) es decir ldquoel poder de atraccioacuten entre las cargasrdquo que junto a la

resistencia (R) que tenga el conductor asiacute seraacute la intensidad (I) con la que circule los electrones es decir la

corriente eleacutectrica Tres magnitudes eleacutectricas a tener muy en cuenta V R e I

Sabiacuteas quehellip que ciertos elementos llamados semimetales como el silicio germanio boro etc se utilizan

en la electroacutenica porque son semiconductores de la electricidad es decir que conducen electricidad pero

soacutelo bajo ciertas condiciones (friacuteos no conducen calientes siacute) (Son utilizados en diodos transistores etchellip)

Actividades praacutecticas

Fabrica chispas caseras Un papel te bastaraacute para producir una chispa eleacutectrica Para ello toma una gran hoja

como las de dibujo que sea fuerte ponla sobre una mesa de madera frotaacutendola enseguida con la mano bien seca

o con una tela de lana que se adhiera perfectamente a la mesa hasta que se caliente lo maacuteximo posible Hecho

esto pon unas llaves en medio de la hoja de papel y levanta la hoja cogieacutendola por las esquinas Si en ese

momento una persona cualquiera aproxima un dedo al manojo de llaves salta una chispa eleacutectrica por haberse

acumulado en el metal la electricidad que el frotamiento desarrolloacute el papel Cuando el tiempo es seco y si el

papel se calentoacute bien y repetidas veces la chispa puede alcanzar hasta 2 cm de longitud

iquestTe gustariacutea poder atraer el agua Necesitas una regla de plaacutestico y un chaleco de lana para este experimento

Coge la regla y la frotas con energiacutea sobre el chaleco durante un minuto aproximadamente y a continuacioacuten la

acercas a un grifo con un chorrito de agua muy suave iexcly ya veraacutes el chorro se desviacutea hacia la regla

Esto es posible porque se ha cargado de electricidad negativa la regla (es decir le hemos quitado

electrones al chaleco) que atrae a un cuerpo en equilibrio de cargas el agua Las cargas de diferente signo se

atraen iquestPodraacute el chaleco atraer el agua iquestPor queacute

Truco de magia Necesitas una cantildeita de plaacutestico en un vaso lleno de agua Si te frotas las manos generas

electricidad electrostaacutetica en tus manos y al pasar las manos cerca de la cantildeita la atraeraacutes y podraacutes moverla

3

11-- DDEEFFIINNIICCIIOacuteOacuteNN DDEE EELLEECCTTRRIICCIIDDAADD

Definicioacuten Forma de energiacutea basada en que la materia posee cargas positivas (protones) y cargas negativas

(electrones) que puede manifestarse en reposo como electricidad estaacutetica o en movimiento como corriente

eleacutectrica y que da lugar a la luz el calor los campos magneacuteticos los movimientos y aplicaciones quiacutemicas

iquestCoacutemo se manifiesta la electricidad Se manifiesta de tres formas fundamentalmente

- Electrostaacutetica cuando un cuerpo posee carga positiva o negativa pero no se traslada a ninguacuten sitio Por

ejemplo frotar un boliacutegrafo de plaacutestico con una tela para atraer trozos de papel

- Corriente continua (CC) Cuando los electrones se mueven siempre en el mismo sentido del polo negativo

al positivo Las pilas las bateriacuteas de teleacutefonos moacuteviles y de los coches producen CC y tambieacuten la utilizan

pero transformada de CA a CC los televisores ordenadores aparatos electroacutenicos etc

- Corriente alterna (CA) No es una corriente verdadera por que los electrones no circulan en un sentido

uacutenico sino alterno es decir cambiando de sentido unas 50 veces por segundo por lo que maacutes bien oscilan

y por eso se produce un cambio de polos en el enchufe Este tipo de corriente es la utilizada en viviendas

industrias etc por ser maacutes faacutecil de transportar

Ejemplos de utilizacioacuten de los tipos de corrientes Hay elementos como las bombillas de casa motor eleacutectrico de

la lavadora etc que funcionan directamente con la corriente alterna (CA) Las bombillas de casa en realidad no

iluminan constantemente sino que se encienden y apagan 50 (60 en EEUU) veces en un segundo debido a la

alternancia de la polaridad solo que nuestros ojos no lo perciben En cambio las bombillas de una linterna

iluminan constantemente al ser alimentada por unas pilas de corriente continua (CC) o como los aparatos

electroacutenicos como la televisioacuten ordenadores que aunque se conecten a CA transforman esa corriente a CC

mediante un transformador o fuente de alimentacioacuten para funcionar Cuando se cargan los teleacutefonos moacuteviles

tambieacuten se utiliza un transformador (voltaje) + rectificador (polaridad) para pasar la CA a CC

iquestQueacute efectos puede tener la corriente eleacutectrica Los efectos de la corriente eleacutectrica se pueden clasificar en

- Luminosos - Caloriacuteficos - Magneacuteticos - Dinaacutemicos - Quiacutemicos

Los efectos luminosos y caloriacuteficos suelen aparecer relacionados entre siacute Por ejemplo una laacutempara desprende

luz y tambieacuten calor y un calefactor eleacutectrico desprende calor y tambieacuten luz Al circular la corriente los

electrones que la componen chocan con los aacutetomos del conductor y pierden energiacutea que se transforma y se

pierde en forma de calor De estos hechos podemos deducir que si conseguimos que un conductor eleacutectrico

(cable) se caliente mucho sin que se queme ese filamento podriacutea llegar a darnos luz en esto se fundamenta la

laacutempara iquestHay aire dentro de una bombilla de filamento iquestY en el tubo de un fluorescente

Sabiacuteas quehellip la eficiencia de una bombilla es del 15 aproximadamente porque el resto se pierde en

forma de calor

Compara los datos La eficiencia del motor de un coche es alrededor de un 15 de una locomotora

eleacutectrica de un 35 de una central hidroeleacutectrica de un 80 y de una bicicleta un 90

El efecto magneacutetico iquestCoacutemo se puede conseguir un imaacuten Enrollando un conductor a una barra metaacutelica y

haciendo circular una corriente eleacutectrica es decir un electroimaacuten Otra actividad acerca la aguja de una bruacutejula

(que es un imaacuten) a un cable eleacutectrico iquestSe desviacutea iquestPor queacute Siacute se desviacutea Porque la corriente eleacutectrica que

atraviesa dicho cable genera a su alrededor un campo magneacutetico que atrae la aguja de la bruacutejula

El efecto dinaacutemico consiste en la produccioacuten de movimiento como ocurre con un motor eleacutectrico

El efecto quiacutemico es el que da lugar a la carga y descarga de las bateriacuteas eleacutectricas Tambieacuten se emplea en los

recubrimientos metaacutelicos cromados dorados etc mediante la electrolisis

Al final soacutelo es necesario inventar un aparato que sea capaz de transformar la energiacutea eleacutectrica en esa

otra energiacutea que nosotros necesitamos laacutemparas motores electroimanes radiadores cocinas planchas etc

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Iacutendice - Introduccioacuten

CONTENIDOS En este tema aprenderaacutes

- Queacute es la electricidad y sus tipos

- Coacutemo se genera se transmite y se distribuye la electricidad

- Efectos y aplicaciones generales de la electricidad

- Componentes de los circuitos generales y de viviendas

- Magnitudes foacutermulas y caacutelculos eleacutectricos

- Herramientas especificas para electricidad

OBJETIVOS Al final seraacutes capaz de (Objetivos)

- Disentildear circuitos eleacutectricos generales y de viviendas

- Analizar circuitos eleacutectricos

- Construir y calcular circuitos eleacutectricos y otras aplicaciones eleacutectricas

IacuteNDICE

0- INTRODUCCIOacuteN

1- DEFINICIOacuteN DE ELECTRICIDAD

2- iquestCOacuteMO SE GENERA LA ELECTRICIDAD

3- COMPONENTES GENERALES DE LOS CIRCUITOS ELEacuteCTRICOS

4- ASOCIACIONES DE ELEMENTOS

5- LEYES Y FOacuteRMULAS FUNDAMENTALES DE LOS CIRCUITOS ELEacuteCTRICOS

6- CIRCUITOS TIacutePICOS DE VIVIENDAS

7- HERRAMIENTAS DEL ELECTRICISTA

8- ALGUNOS DISENtildeOS DE CIRCUITOS ELEacuteCTRICOS

9- COMO FUNCIONAN ALGUNOS DISPOSITIVOS ELEacuteCTRICOS HABITUALES

10- SEGURIDAD E HIGIENE DE LA ELECTRICIDAD

Anexo I Actividades praacutecticas

Anexo II Glosario de teacuterminos

Anexo III Simbologiacutea eleacutectrica

Anexo IV Esquema-resumen

Anexo V Demuestra tus conocimientos

PREGUNTAS PARA OBSERVAR CONOCIMIENTOS INICIALES

1- iquestQueacute es la electricidad y cuaacutentos tipos hay

2- iquestCoacutemo se genera la electricidad

3- iquestCuaacuteles son los componentes generales de un circuito eleacutectrico

4- iquestPor queacute se utiliza el circuito paralelo en las viviendas

5- iquestCuaacutel es la ley de Ohm

6- iquestSabriacuteas disentildear un circuito eleacutectrico que se encienda una luz desde dos posiciones

7- iquestPara queacute se utiliza un poliacutemetro

8- iquestSabes coacutemo funciona un frigoriacutefico

9- iquestCoacutemo funciona una bombilla o un tubo fluorescente

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00 IINNTTRROODDUUCCCCIIOacuteOacuteNN (Me lo contaron y lo olvideacute lo vi y lo entendiacute lo construiacute y lo aprendiacute Confucio)

iquestPara queacute ha servido la electricidad La electricidad es la forma de energiacutea maacutes utilizada debido a

que puede transmitirse a gran distancia se puede almacenar y sobre todo se puede transformar en otras

energiacuteas y viceversa Todo esto ha influido en la mejora de nuestra calidad de vida con avances tecnoloacutegicos

como son iluminacioacuten de viviendas la TV ordenadores moacuteviles relojes coches industrias y multitud de

factores de nuestra vida que se pueden saber simplemente comparaacutendolo con el modo de vida de hace 100 antildeos

Un poco de historia Hace maacutes de 2000 antildeos que los griegos descubrieron la electricidad al frotar

aacutembar con un trozo de tela atrayendo pequentildeos trozos plumas etc de hecho la palabra ldquoelectricidadrdquo deriva

de la palabra griega ldquoaacutembarrdquo En 1749 se dio el primer gran paso cuando Benjamiacuten Franklin analizoacute

diminutas chispas de cuerpos cargados y gigantescas chispas de los rayos hablando de flujo eleacutectrico y coacutemo

se podiacutea transferir de un lugar a otro es decir la corriente eleacutectrica A partir de ahiacute hubo grandes

descubrimientos uno tras otro hasta nuestros diacuteas y sus diferentes aplicaciones sobre todo en la electroacutenica

iexclElectricidad iquestCoacutemo Al frotar un globo o boli de plaacutestico

con una tela se dice que se ha cargado de electricidad es decir que

con el rozamiento se ha perdido o ganado electrones y por tanto al

acercarlo a un cuerpo en equilibrio de cargas por ejemplo un trocito de

papel es atraiacutedo por el boli o tambieacuten puede hacerlo iexclla tela

La materia estaacute constituida de aacutetomos y eacutestos a su vez de

electrones (-) protones (+) y neutrones (neutro) establecieacutendose

diversos tipos de cargas en los cuerpos negativas (maacutes electrones que

protones) cargas positivas (menos electrones que protones) y sin

carga (mismo nordm de electrones que de protones) por lo que los aacutetomos

se atraen (diferente carga) o repelen (misma carga) entre siacute Los

uacutenicos que se mueven en un aacutetomo son los electrones y el flujo de

estos electrones de un aacutetomo a otro es la electricidad

Cuando podemos extraer los electrones y transportarlo de un

lado a otro por medio de un conductor (cable eleacutectrico) se produce la corriente eleacutectrica siendo los electrones

atraiacutedos por un cuerpo cargado positivamente o neutro establecieacutendose una diferencia de potencial o

voltaje (V) entre las cargas (Ej 220 voltios) es decir ldquoel poder de atraccioacuten entre las cargasrdquo que junto a la

resistencia (R) que tenga el conductor asiacute seraacute la intensidad (I) con la que circule los electrones es decir la

corriente eleacutectrica Tres magnitudes eleacutectricas a tener muy en cuenta V R e I

Sabiacuteas quehellip que ciertos elementos llamados semimetales como el silicio germanio boro etc se utilizan

en la electroacutenica porque son semiconductores de la electricidad es decir que conducen electricidad pero

soacutelo bajo ciertas condiciones (friacuteos no conducen calientes siacute) (Son utilizados en diodos transistores etchellip)

Actividades praacutecticas

Fabrica chispas caseras Un papel te bastaraacute para producir una chispa eleacutectrica Para ello toma una gran hoja

como las de dibujo que sea fuerte ponla sobre una mesa de madera frotaacutendola enseguida con la mano bien seca

o con una tela de lana que se adhiera perfectamente a la mesa hasta que se caliente lo maacuteximo posible Hecho

esto pon unas llaves en medio de la hoja de papel y levanta la hoja cogieacutendola por las esquinas Si en ese

momento una persona cualquiera aproxima un dedo al manojo de llaves salta una chispa eleacutectrica por haberse

acumulado en el metal la electricidad que el frotamiento desarrolloacute el papel Cuando el tiempo es seco y si el

papel se calentoacute bien y repetidas veces la chispa puede alcanzar hasta 2 cm de longitud

iquestTe gustariacutea poder atraer el agua Necesitas una regla de plaacutestico y un chaleco de lana para este experimento

Coge la regla y la frotas con energiacutea sobre el chaleco durante un minuto aproximadamente y a continuacioacuten la

acercas a un grifo con un chorrito de agua muy suave iexcly ya veraacutes el chorro se desviacutea hacia la regla

Esto es posible porque se ha cargado de electricidad negativa la regla (es decir le hemos quitado

electrones al chaleco) que atrae a un cuerpo en equilibrio de cargas el agua Las cargas de diferente signo se

atraen iquestPodraacute el chaleco atraer el agua iquestPor queacute

Truco de magia Necesitas una cantildeita de plaacutestico en un vaso lleno de agua Si te frotas las manos generas

electricidad electrostaacutetica en tus manos y al pasar las manos cerca de la cantildeita la atraeraacutes y podraacutes moverla

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11-- DDEEFFIINNIICCIIOacuteOacuteNN DDEE EELLEECCTTRRIICCIIDDAADD

Definicioacuten Forma de energiacutea basada en que la materia posee cargas positivas (protones) y cargas negativas

(electrones) que puede manifestarse en reposo como electricidad estaacutetica o en movimiento como corriente

eleacutectrica y que da lugar a la luz el calor los campos magneacuteticos los movimientos y aplicaciones quiacutemicas

iquestCoacutemo se manifiesta la electricidad Se manifiesta de tres formas fundamentalmente

- Electrostaacutetica cuando un cuerpo posee carga positiva o negativa pero no se traslada a ninguacuten sitio Por

ejemplo frotar un boliacutegrafo de plaacutestico con una tela para atraer trozos de papel

- Corriente continua (CC) Cuando los electrones se mueven siempre en el mismo sentido del polo negativo

al positivo Las pilas las bateriacuteas de teleacutefonos moacuteviles y de los coches producen CC y tambieacuten la utilizan

pero transformada de CA a CC los televisores ordenadores aparatos electroacutenicos etc

- Corriente alterna (CA) No es una corriente verdadera por que los electrones no circulan en un sentido

uacutenico sino alterno es decir cambiando de sentido unas 50 veces por segundo por lo que maacutes bien oscilan

y por eso se produce un cambio de polos en el enchufe Este tipo de corriente es la utilizada en viviendas

industrias etc por ser maacutes faacutecil de transportar

Ejemplos de utilizacioacuten de los tipos de corrientes Hay elementos como las bombillas de casa motor eleacutectrico de

la lavadora etc que funcionan directamente con la corriente alterna (CA) Las bombillas de casa en realidad no

iluminan constantemente sino que se encienden y apagan 50 (60 en EEUU) veces en un segundo debido a la

alternancia de la polaridad solo que nuestros ojos no lo perciben En cambio las bombillas de una linterna

iluminan constantemente al ser alimentada por unas pilas de corriente continua (CC) o como los aparatos

electroacutenicos como la televisioacuten ordenadores que aunque se conecten a CA transforman esa corriente a CC

mediante un transformador o fuente de alimentacioacuten para funcionar Cuando se cargan los teleacutefonos moacuteviles

tambieacuten se utiliza un transformador (voltaje) + rectificador (polaridad) para pasar la CA a CC

iquestQueacute efectos puede tener la corriente eleacutectrica Los efectos de la corriente eleacutectrica se pueden clasificar en

- Luminosos - Caloriacuteficos - Magneacuteticos - Dinaacutemicos - Quiacutemicos

Los efectos luminosos y caloriacuteficos suelen aparecer relacionados entre siacute Por ejemplo una laacutempara desprende

luz y tambieacuten calor y un calefactor eleacutectrico desprende calor y tambieacuten luz Al circular la corriente los

electrones que la componen chocan con los aacutetomos del conductor y pierden energiacutea que se transforma y se

pierde en forma de calor De estos hechos podemos deducir que si conseguimos que un conductor eleacutectrico

(cable) se caliente mucho sin que se queme ese filamento podriacutea llegar a darnos luz en esto se fundamenta la

laacutempara iquestHay aire dentro de una bombilla de filamento iquestY en el tubo de un fluorescente

Sabiacuteas quehellip la eficiencia de una bombilla es del 15 aproximadamente porque el resto se pierde en

forma de calor

Compara los datos La eficiencia del motor de un coche es alrededor de un 15 de una locomotora

eleacutectrica de un 35 de una central hidroeleacutectrica de un 80 y de una bicicleta un 90

El efecto magneacutetico iquestCoacutemo se puede conseguir un imaacuten Enrollando un conductor a una barra metaacutelica y

haciendo circular una corriente eleacutectrica es decir un electroimaacuten Otra actividad acerca la aguja de una bruacutejula

(que es un imaacuten) a un cable eleacutectrico iquestSe desviacutea iquestPor queacute Siacute se desviacutea Porque la corriente eleacutectrica que

atraviesa dicho cable genera a su alrededor un campo magneacutetico que atrae la aguja de la bruacutejula

El efecto dinaacutemico consiste en la produccioacuten de movimiento como ocurre con un motor eleacutectrico

El efecto quiacutemico es el que da lugar a la carga y descarga de las bateriacuteas eleacutectricas Tambieacuten se emplea en los

recubrimientos metaacutelicos cromados dorados etc mediante la electrolisis

Al final soacutelo es necesario inventar un aparato que sea capaz de transformar la energiacutea eleacutectrica en esa

otra energiacutea que nosotros necesitamos laacutemparas motores electroimanes radiadores cocinas planchas etc

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00 IINNTTRROODDUUCCCCIIOacuteOacuteNN (Me lo contaron y lo olvideacute lo vi y lo entendiacute lo construiacute y lo aprendiacute Confucio)

iquestPara queacute ha servido la electricidad La electricidad es la forma de energiacutea maacutes utilizada debido a

que puede transmitirse a gran distancia se puede almacenar y sobre todo se puede transformar en otras

energiacuteas y viceversa Todo esto ha influido en la mejora de nuestra calidad de vida con avances tecnoloacutegicos

como son iluminacioacuten de viviendas la TV ordenadores moacuteviles relojes coches industrias y multitud de

factores de nuestra vida que se pueden saber simplemente comparaacutendolo con el modo de vida de hace 100 antildeos

Un poco de historia Hace maacutes de 2000 antildeos que los griegos descubrieron la electricidad al frotar

aacutembar con un trozo de tela atrayendo pequentildeos trozos plumas etc de hecho la palabra ldquoelectricidadrdquo deriva

de la palabra griega ldquoaacutembarrdquo En 1749 se dio el primer gran paso cuando Benjamiacuten Franklin analizoacute

diminutas chispas de cuerpos cargados y gigantescas chispas de los rayos hablando de flujo eleacutectrico y coacutemo

se podiacutea transferir de un lugar a otro es decir la corriente eleacutectrica A partir de ahiacute hubo grandes

descubrimientos uno tras otro hasta nuestros diacuteas y sus diferentes aplicaciones sobre todo en la electroacutenica

iexclElectricidad iquestCoacutemo Al frotar un globo o boli de plaacutestico

con una tela se dice que se ha cargado de electricidad es decir que

con el rozamiento se ha perdido o ganado electrones y por tanto al

acercarlo a un cuerpo en equilibrio de cargas por ejemplo un trocito de

papel es atraiacutedo por el boli o tambieacuten puede hacerlo iexclla tela

La materia estaacute constituida de aacutetomos y eacutestos a su vez de

electrones (-) protones (+) y neutrones (neutro) establecieacutendose

diversos tipos de cargas en los cuerpos negativas (maacutes electrones que

protones) cargas positivas (menos electrones que protones) y sin

carga (mismo nordm de electrones que de protones) por lo que los aacutetomos

se atraen (diferente carga) o repelen (misma carga) entre siacute Los

uacutenicos que se mueven en un aacutetomo son los electrones y el flujo de

estos electrones de un aacutetomo a otro es la electricidad

Cuando podemos extraer los electrones y transportarlo de un

lado a otro por medio de un conductor (cable eleacutectrico) se produce la corriente eleacutectrica siendo los electrones

atraiacutedos por un cuerpo cargado positivamente o neutro establecieacutendose una diferencia de potencial o

voltaje (V) entre las cargas (Ej 220 voltios) es decir ldquoel poder de atraccioacuten entre las cargasrdquo que junto a la

resistencia (R) que tenga el conductor asiacute seraacute la intensidad (I) con la que circule los electrones es decir la

corriente eleacutectrica Tres magnitudes eleacutectricas a tener muy en cuenta V R e I

Sabiacuteas quehellip que ciertos elementos llamados semimetales como el silicio germanio boro etc se utilizan

en la electroacutenica porque son semiconductores de la electricidad es decir que conducen electricidad pero

soacutelo bajo ciertas condiciones (friacuteos no conducen calientes siacute) (Son utilizados en diodos transistores etchellip)

Actividades praacutecticas

Fabrica chispas caseras Un papel te bastaraacute para producir una chispa eleacutectrica Para ello toma una gran hoja

como las de dibujo que sea fuerte ponla sobre una mesa de madera frotaacutendola enseguida con la mano bien seca

o con una tela de lana que se adhiera perfectamente a la mesa hasta que se caliente lo maacuteximo posible Hecho

esto pon unas llaves en medio de la hoja de papel y levanta la hoja cogieacutendola por las esquinas Si en ese

momento una persona cualquiera aproxima un dedo al manojo de llaves salta una chispa eleacutectrica por haberse

acumulado en el metal la electricidad que el frotamiento desarrolloacute el papel Cuando el tiempo es seco y si el

papel se calentoacute bien y repetidas veces la chispa puede alcanzar hasta 2 cm de longitud

iquestTe gustariacutea poder atraer el agua Necesitas una regla de plaacutestico y un chaleco de lana para este experimento

Coge la regla y la frotas con energiacutea sobre el chaleco durante un minuto aproximadamente y a continuacioacuten la

acercas a un grifo con un chorrito de agua muy suave iexcly ya veraacutes el chorro se desviacutea hacia la regla

Esto es posible porque se ha cargado de electricidad negativa la regla (es decir le hemos quitado

electrones al chaleco) que atrae a un cuerpo en equilibrio de cargas el agua Las cargas de diferente signo se

atraen iquestPodraacute el chaleco atraer el agua iquestPor queacute

Truco de magia Necesitas una cantildeita de plaacutestico en un vaso lleno de agua Si te frotas las manos generas

electricidad electrostaacutetica en tus manos y al pasar las manos cerca de la cantildeita la atraeraacutes y podraacutes moverla

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11-- DDEEFFIINNIICCIIOacuteOacuteNN DDEE EELLEECCTTRRIICCIIDDAADD

Definicioacuten Forma de energiacutea basada en que la materia posee cargas positivas (protones) y cargas negativas

(electrones) que puede manifestarse en reposo como electricidad estaacutetica o en movimiento como corriente

eleacutectrica y que da lugar a la luz el calor los campos magneacuteticos los movimientos y aplicaciones quiacutemicas

iquestCoacutemo se manifiesta la electricidad Se manifiesta de tres formas fundamentalmente

- Electrostaacutetica cuando un cuerpo posee carga positiva o negativa pero no se traslada a ninguacuten sitio Por

ejemplo frotar un boliacutegrafo de plaacutestico con una tela para atraer trozos de papel

- Corriente continua (CC) Cuando los electrones se mueven siempre en el mismo sentido del polo negativo

al positivo Las pilas las bateriacuteas de teleacutefonos moacuteviles y de los coches producen CC y tambieacuten la utilizan

pero transformada de CA a CC los televisores ordenadores aparatos electroacutenicos etc

- Corriente alterna (CA) No es una corriente verdadera por que los electrones no circulan en un sentido

uacutenico sino alterno es decir cambiando de sentido unas 50 veces por segundo por lo que maacutes bien oscilan

y por eso se produce un cambio de polos en el enchufe Este tipo de corriente es la utilizada en viviendas

industrias etc por ser maacutes faacutecil de transportar

Ejemplos de utilizacioacuten de los tipos de corrientes Hay elementos como las bombillas de casa motor eleacutectrico de

la lavadora etc que funcionan directamente con la corriente alterna (CA) Las bombillas de casa en realidad no

iluminan constantemente sino que se encienden y apagan 50 (60 en EEUU) veces en un segundo debido a la

alternancia de la polaridad solo que nuestros ojos no lo perciben En cambio las bombillas de una linterna

iluminan constantemente al ser alimentada por unas pilas de corriente continua (CC) o como los aparatos

electroacutenicos como la televisioacuten ordenadores que aunque se conecten a CA transforman esa corriente a CC

mediante un transformador o fuente de alimentacioacuten para funcionar Cuando se cargan los teleacutefonos moacuteviles

tambieacuten se utiliza un transformador (voltaje) + rectificador (polaridad) para pasar la CA a CC

iquestQueacute efectos puede tener la corriente eleacutectrica Los efectos de la corriente eleacutectrica se pueden clasificar en

- Luminosos - Caloriacuteficos - Magneacuteticos - Dinaacutemicos - Quiacutemicos

Los efectos luminosos y caloriacuteficos suelen aparecer relacionados entre siacute Por ejemplo una laacutempara desprende

luz y tambieacuten calor y un calefactor eleacutectrico desprende calor y tambieacuten luz Al circular la corriente los

electrones que la componen chocan con los aacutetomos del conductor y pierden energiacutea que se transforma y se

pierde en forma de calor De estos hechos podemos deducir que si conseguimos que un conductor eleacutectrico

(cable) se caliente mucho sin que se queme ese filamento podriacutea llegar a darnos luz en esto se fundamenta la

laacutempara iquestHay aire dentro de una bombilla de filamento iquestY en el tubo de un fluorescente

Sabiacuteas quehellip la eficiencia de una bombilla es del 15 aproximadamente porque el resto se pierde en

forma de calor

Compara los datos La eficiencia del motor de un coche es alrededor de un 15 de una locomotora

eleacutectrica de un 35 de una central hidroeleacutectrica de un 80 y de una bicicleta un 90

El efecto magneacutetico iquestCoacutemo se puede conseguir un imaacuten Enrollando un conductor a una barra metaacutelica y

haciendo circular una corriente eleacutectrica es decir un electroimaacuten Otra actividad acerca la aguja de una bruacutejula

(que es un imaacuten) a un cable eleacutectrico iquestSe desviacutea iquestPor queacute Siacute se desviacutea Porque la corriente eleacutectrica que

atraviesa dicho cable genera a su alrededor un campo magneacutetico que atrae la aguja de la bruacutejula

El efecto dinaacutemico consiste en la produccioacuten de movimiento como ocurre con un motor eleacutectrico

El efecto quiacutemico es el que da lugar a la carga y descarga de las bateriacuteas eleacutectricas Tambieacuten se emplea en los

recubrimientos metaacutelicos cromados dorados etc mediante la electrolisis

Al final soacutelo es necesario inventar un aparato que sea capaz de transformar la energiacutea eleacutectrica en esa

otra energiacutea que nosotros necesitamos laacutemparas motores electroimanes radiadores cocinas planchas etc

3

11-- DDEEFFIINNIICCIIOacuteOacuteNN DDEE EELLEECCTTRRIICCIIDDAADD

Definicioacuten Forma de energiacutea basada en que la materia posee cargas positivas (protones) y cargas negativas

(electrones) que puede manifestarse en reposo como electricidad estaacutetica o en movimiento como corriente

eleacutectrica y que da lugar a la luz el calor los campos magneacuteticos los movimientos y aplicaciones quiacutemicas

iquestCoacutemo se manifiesta la electricidad Se manifiesta de tres formas fundamentalmente

- Electrostaacutetica cuando un cuerpo posee carga positiva o negativa pero no se traslada a ninguacuten sitio Por

ejemplo frotar un boliacutegrafo de plaacutestico con una tela para atraer trozos de papel

- Corriente continua (CC) Cuando los electrones se mueven siempre en el mismo sentido del polo negativo

al positivo Las pilas las bateriacuteas de teleacutefonos moacuteviles y de los coches producen CC y tambieacuten la utilizan

pero transformada de CA a CC los televisores ordenadores aparatos electroacutenicos etc

- Corriente alterna (CA) No es una corriente verdadera por que los electrones no circulan en un sentido

uacutenico sino alterno es decir cambiando de sentido unas 50 veces por segundo por lo que maacutes bien oscilan

y por eso se produce un cambio de polos en el enchufe Este tipo de corriente es la utilizada en viviendas

industrias etc por ser maacutes faacutecil de transportar

Ejemplos de utilizacioacuten de los tipos de corrientes Hay elementos como las bombillas de casa motor eleacutectrico de

la lavadora etc que funcionan directamente con la corriente alterna (CA) Las bombillas de casa en realidad no

iluminan constantemente sino que se encienden y apagan 50 (60 en EEUU) veces en un segundo debido a la

alternancia de la polaridad solo que nuestros ojos no lo perciben En cambio las bombillas de una linterna

iluminan constantemente al ser alimentada por unas pilas de corriente continua (CC) o como los aparatos

electroacutenicos como la televisioacuten ordenadores que aunque se conecten a CA transforman esa corriente a CC

mediante un transformador o fuente de alimentacioacuten para funcionar Cuando se cargan los teleacutefonos moacuteviles

tambieacuten se utiliza un transformador (voltaje) + rectificador (polaridad) para pasar la CA a CC

iquestQueacute efectos puede tener la corriente eleacutectrica Los efectos de la corriente eleacutectrica se pueden clasificar en

- Luminosos - Caloriacuteficos - Magneacuteticos - Dinaacutemicos - Quiacutemicos

Los efectos luminosos y caloriacuteficos suelen aparecer relacionados entre siacute Por ejemplo una laacutempara desprende

luz y tambieacuten calor y un calefactor eleacutectrico desprende calor y tambieacuten luz Al circular la corriente los

electrones que la componen chocan con los aacutetomos del conductor y pierden energiacutea que se transforma y se

pierde en forma de calor De estos hechos podemos deducir que si conseguimos que un conductor eleacutectrico

(cable) se caliente mucho sin que se queme ese filamento podriacutea llegar a darnos luz en esto se fundamenta la

laacutempara iquestHay aire dentro de una bombilla de filamento iquestY en el tubo de un fluorescente

Sabiacuteas quehellip la eficiencia de una bombilla es del 15 aproximadamente porque el resto se pierde en

forma de calor

Compara los datos La eficiencia del motor de un coche es alrededor de un 15 de una locomotora

eleacutectrica de un 35 de una central hidroeleacutectrica de un 80 y de una bicicleta un 90

El efecto magneacutetico iquestCoacutemo se puede conseguir un imaacuten Enrollando un conductor a una barra metaacutelica y

haciendo circular una corriente eleacutectrica es decir un electroimaacuten Otra actividad acerca la aguja de una bruacutejula

(que es un imaacuten) a un cable eleacutectrico iquestSe desviacutea iquestPor queacute Siacute se desviacutea Porque la corriente eleacutectrica que

atraviesa dicho cable genera a su alrededor un campo magneacutetico que atrae la aguja de la bruacutejula

El efecto dinaacutemico consiste en la produccioacuten de movimiento como ocurre con un motor eleacutectrico

El efecto quiacutemico es el que da lugar a la carga y descarga de las bateriacuteas eleacutectricas Tambieacuten se emplea en los

recubrimientos metaacutelicos cromados dorados etc mediante la electrolisis

Al final soacutelo es necesario inventar un aparato que sea capaz de transformar la energiacutea eleacutectrica en esa

otra energiacutea que nosotros necesitamos laacutemparas motores electroimanes radiadores cocinas planchas etc

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22-- iquestiquestCCOacuteOacuteMMOO SSEE GGEENNEERRAA LLAA EELLEECCTTRRIICCIIDDAADD

iquestDe doacutende viene la electricidad

Enunciado La energiacutea ni se crea ni se destruye soacutelo se transforma (Einstein)

La electricidad es una energiacutea y lo uacutenico que hacemos es transformar una energiacutea mecaacutenica (pedalear

en una bici caiacuteda de agua de unas cataratas) mediante un dispositivo (dinamo turbina-generador) en energiacutea

eleacutectrica o transformar energiacutea quiacutemica (compuestos quiacutemicos de una pila que reaccionan transfiriendo

electrones de un polo a otro) a energiacutea eleacutectrica Tambieacuten hay otros sistemas de generacioacuten de energiacutea eleacutectrica

como son energiacutea solar mediante paneles fotovoltaicos energiacutea eoacutelica mediante aerogeneradores etc

iquestQueacute es lo que se pretende al generar la electricidad

Lo que se pretende es ldquoexpulsarrdquo a los electrones de las oacuterbitas que estaacuten alrededor del nuacutecleo de un

aacutetomo Para expulsar esos electrones se requiere cierta energiacutea y se pueden emplear 6 clases de energiacutea

a) Frotamiento Electricidad obtenida frotando dos materiales

b) Presioacuten Electricidad obtenida producida aplicando presioacuten a un cristal (Ej cuarzo)

c) Calor Electricidad producida por calentamiento en materiales

d) Luz Electricidad producida por la luz que incide en materiales fotosensibles

e) Magnetismo Electricidad producida por el movimiento de un imaacuten y un conductor

f) Quiacutemica Electricidad producida por reaccioacuten quiacutemica de ciertos materiales

En la praacutectica solamente se utilizan dos de ellas la quiacutemica (pila) y el magnetismo (alternador) Las

otras formas de producir electricidad se utilizan pero en casos especiacuteficos

Meacutetodos habituales de generar electricidad

A) Dinamo y alternador

Hay tres meacutetodos habituales para generar electricidad B) Pilas y bateriacuteas

C) Central eleacutectrica (turbina-generador)

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A) Dinamo (bicicleta) o alternador (automoacutevil)

Estas maacutequinas estaacuten compuestas por una parte moacutevil que gira llamada rotor y una fija o estaacutetica llamada

estator El rotor se compone de unas bobinas de hilo de cobre que giran con el eje El estator es un imaacuten o

electroimaacuten que estaacute fijo y que rodea al rotor

Al girar el eje de la maacutequina el imaacuten crea sobre estas bobinas un campo magneacutetico variable induciendo una

tensioacuten en los terminales de las bobinas Esta tensioacuten se saca fuera de la maacutequina por medio de unas escobillas o

anillos rozantes

Tambieacuten puede encontrarse una construccioacuten inversa es decir el imaacuten en el eje o rotor y la bobina en el

estator Esta tensioacuten generada en la maacutequina puede ser continua o alterna seguacuten la construccioacuten o el montaje de

los anillos rozantes

iquestQueacute es y coacutemo funciona una dinamo

Es un Generador eleacutectrico formado por

una bobina de cable de cobre barnizado (iquestporqueacute

barnizado) arrollada en un nuacutecleo de hierro

dulce ( no de acero) que gira dentro de un campo

magneacutetico producido por un imaacuten situado

alrededor de ella y que cuando gira transforma la

energiacutea cineacutetica que recibe en energiacutea eleacutectrica

continua

Por ejemplo un dinamo es lo que

vosotros llevaacuteis en las bicicletas y que cuando lo

poneacuteis en contacto con la rueda cuando se estaacute

moviendo y tiene energiacutea cineacutetica eacutesta hace girar

el eje en torno al cual estaacute arrollado el bobinado

de cobre formando un electroimaacuten que gira dentro

del campo magneacutetico del imaacuten de la dinamo

transformando asiacute la energiacutea cineacutetica de la rueda

de la bicicleta en la energiacutea eleacutectrica necesaria

para que las laacutemparas de vuestro boacutelido se enciendan

iquestQueacute es un alternador

Es un generador eleacutectrico parecido a la dinamo pero con mejores ventajas debido a que es maacutes robusta

y duradera Produce corriente eleacutectrica alterna al cambiar la polaridad cada media vuelta por lo que hay que

rectificarla para convertirla en CC si se quiere emplear para ciertas aplicaciones que lo requieran (Por ejemplo

el alternador del coche aprovecha el movimiento rotatorio del motor para recargar la bateriacutea pero tiene que

rectificarla antes de que vaya a la bateriacutea al ser eacutesta de CC) En las centrales hidroeleacutectricas se emplean tambieacuten

gigantescos alternadores que generan corriente alterna trifaacutesica

Actividad praacutectica Generar luz a partir de una dinamo (maletiacuten de electricidad-instituto)

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A) Dinamo (bicicleta) o alternador (automoacutevil)

Estas maacutequinas estaacuten compuestas por una parte moacutevil que gira llamada rotor y una fija o estaacutetica llamada

estator El rotor se compone de unas bobinas de hilo de cobre que giran con el eje El estator es un imaacuten o

electroimaacuten que estaacute fijo y que rodea al rotor

Al girar el eje de la maacutequina el imaacuten crea sobre estas bobinas un campo magneacutetico variable induciendo una

tensioacuten en los terminales de las bobinas Esta tensioacuten se saca fuera de la maacutequina por medio de unas escobillas o

anillos rozantes

Tambieacuten puede encontrarse una construccioacuten inversa es decir el imaacuten en el eje o rotor y la bobina en el

estator Esta tensioacuten generada en la maacutequina puede ser continua o alterna seguacuten la construccioacuten o el montaje de

los anillos rozantes

iquestQueacute es y coacutemo funciona una dinamo

Es un Generador eleacutectrico formado por

una bobina de cable de cobre barnizado (iquestporqueacute

barnizado) arrollada en un nuacutecleo de hierro

dulce ( no de acero) que gira dentro de un campo

magneacutetico producido por un imaacuten situado

alrededor de ella y que cuando gira transforma la

energiacutea cineacutetica que recibe en energiacutea eleacutectrica

continua

Por ejemplo un dinamo es lo que

vosotros llevaacuteis en las bicicletas y que cuando lo

poneacuteis en contacto con la rueda cuando se estaacute

moviendo y tiene energiacutea cineacutetica eacutesta hace girar

el eje en torno al cual estaacute arrollado el bobinado

de cobre formando un electroimaacuten que gira dentro

del campo magneacutetico del imaacuten de la dinamo

transformando asiacute la energiacutea cineacutetica de la rueda

de la bicicleta en la energiacutea eleacutectrica necesaria

para que las laacutemparas de vuestro boacutelido se enciendan

iquestQueacute es un alternador

Es un generador eleacutectrico parecido a la dinamo pero con mejores ventajas debido a que es maacutes robusta

y duradera Produce corriente eleacutectrica alterna al cambiar la polaridad cada media vuelta por lo que hay que

rectificarla para convertirla en CC si se quiere emplear para ciertas aplicaciones que lo requieran (Por ejemplo

el alternador del coche aprovecha el movimiento rotatorio del motor para recargar la bateriacutea pero tiene que

rectificarla antes de que vaya a la bateriacutea al ser eacutesta de CC) En las centrales hidroeleacutectricas se emplean tambieacuten

gigantescos alternadores que generan corriente alterna trifaacutesica

Actividad praacutectica Generar luz a partir de una dinamo (maletiacuten de electricidad-instituto)

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B) Pilas o bateriacuteas

iquestCoacutemo funcionan las pilas

Una pila o bateriacutea es esencialmente una lata llena de productos quiacutemicos que producen electrones Las

reacciones quiacutemicas son capaces de producir electrones y este fenoacutemeno es llamado reaccioacuten electroquiacutemica y

la velocidad de la produccioacuten de electrones hecha por esta reaccioacuten controla cuaacutentos electrones pueden pasar por

los terminales (en las pilas) o bornes (en las bateriacuteas)

Actividades praacutecticas Quiacutemica de pilas (VER ANEXO Praacutectica nordm 1 iquestCoacutemo construir una pila en casa)

Si desea aprender acerca de las reacciones electroquiacutemicas que utilizan las pilas o bateriacuteas seraacute faacutecil

ejecutar experimentos en casa para probar diferentes combinaciones Para hacer estos experimentos con

precisioacuten deberiacuteas tener un poliacutemetro Aseguacuterate de que el medidor pueda leer voltajes bajos (en el rango de 1

voltio) y corrientes bajas (en el rango de 5 a 10 miliamperios) Asiacute veraacute exactamente queacute es lo que hace tu pila

1ordf experiencia La primera pila fue creada por Alessandro Volta en 1800 Para crear su bateriacutea utilizoacute

una pila alternando capas de cinc y plata empleando papel secante empapado en agua salada como aislante Asiacute

maacutes o menos

Este artefacto fue conocido como pila voltaica Las capas superior e inferior de la

pila deben de ser de diferentes metales como se muestra Si ata un cable de arriba a abajo

de la pila puede medir un voltaje y una corriente La pila puede seguir agrandaacutendose tanto

como quiera y cada capa incrementaraacute el voltaje por una cantidad determinada Puede crear

su propia pila voltaica utilizando monedas y toallas de papel Mezcle sal con agua (toda la

sal posible que el agua pueda soportar) y empape el papel en esta mezcla Entonces cree una

pila alternando entre diferentes metales Observe cuaacutento voltaje y corriente produce la pila

Trate con diferentes nuacutemeros de capas y observe queacute efectos tiene en el voltaje Entonces

vaya alternando entre monedas distintas y vea queacute pasa Otras combinaciones incluyen al

acero y al aluminio Cada combinacioacuten metaacutelica produce un voltaje levemente diferente

2ordf experiencia Otro experimento simple que puede tratar es utilizar un vaso de cristal un aacutecido diluido

cables de cobre pelados y clavos de acero Llene el vaso con jugo de limoacuten o vinagre (diluya los aacutecidos con

agua) y coloque un clavo y un pedazo de cable de cobre en el vaso de manera que no se toquen Utiliza clavo

galvanizado o de hierro Entonces compruebe el voltaje y corriente conectando un poliacutemetro a las 2 piezas de

metal Cambie el jugo de limoacuten por agua salada y utiliza diferentes clavos y metales para ver el efecto Puedes

encender levemente un diodo luminoso o un reloj de pulsera

iquestQueacute es una bateriacutea

Es un Generador eleacutectrico que funciona como la pila y que estaacute formado por varias pilas unidas en serie

polo positivo con polo negativo consiguiendo asiacute un voltaje mayor en el circuito

Las bateriacuteas modernas utilizan una variedad de quiacutemicos para realizar sus reacciones La quiacutemica de las

bateriacuteas comunes incluye

Bateriacuteas de Cinc tambieacuten conocidas como bateriacuteas estaacutendar de carboacuten La quiacutemica de cinc-carboacuten es

utilizada en cualquier bateriacutea AA o afiacuten Los electrodos son de cinc y carboacuten con una unioacuten aacutecida entre

ellas como electrolito

Bateriacuteas alcalinas Los electrodos son de cinc y oacutexido de manganeso con un electrolito alcalino

Bateriacutea de niacutequel-cadmio Utiliza el hidroacutexido de niacutequel y electrodos de cadmio con hidroacutexido de

potasio como electrolito Es recargable

Hidruro de niacutequel-metal Recargable Reemplazoacute raacutepido al niacutequel-cadmio porque no sufre de los

problemas del efecto memoria que tiene la anterior iquestSabes queacute es el efecto memoria

Ion-litio Recargable Muy buen rendimiento se utiliza en los uacuteltimos PCs portaacutetiles y teleacutefonos

moacuteviles

Plata-cinc Utilizada en aplicaciones aeronaacuteuticas porque el rendimiento es bueno

Normalmente las bateriacuteas se agrupan en serie para obtener altos voltajes o en paralelo para altas corrientes El

siguiente diagrama muestra esos arreglos

7

El montaje de arriba es llamado en Paralelo

Si cada celda produce 15 voltios entonces 4

bateriacuteas en paralelo tambieacuten produciraacuten 15

voltios pero la Intensidad de la corriente seraacute

cuatro veces mayor

El montaje de abajo es llamado en Serie

Los cuatro voltajes se suman para producir 6

voltios y la intensidad de la corriente seraacute la

misma que el de una sola pila

iquestAlguna vez has mirado una bateriacutea de 9 voltios por dentro Contiene 6 bateriacuteas muy pequentildeas que

producen 15 voltios en un montaje en serie

Sabiacuteas quehellip los fabricantes de aparatos eleacutectricos recomiendan para sus aparatos no mezclar las pilas nuevas

con las viejas iquestPor queacute porque la corriente que nos dariacutea seriacutea la de la maacutes gastada pudiendo estropear alguacuten

componente al no funcionar correctamente

Partes de una pila dos electrodos + y - y un liacutequido conductor llamado electrolito

funcionamiento y ldquopotenciardquo algunos

aparatos esquema mulfilar y unifilar pag 42

guadiel 3ordm MC GRAWW HILL CELESTE

Circuitos ejemplos reales Everest 4ordm Pag 186

Proceso general de acometida y otros Everest

4ordm pag 170

Bruntildeo pag 86 a 159 (de todo hasta conexiones

fluorescentes)

Anaya pag 128 rele circuito vivienda pag

144 normas segy primeros auxilios

8

C) Centrales eleacutectricas turbinas y generadores

La electricidad que consumimos es transportada por una red de cables que se produce baacutesicamente al

transformar la energiacutea cineacutetica en energiacutea eleacutectrica Para ello utilizan turbinas y generadores Las

turbinas son enormes ruedas con alabes y engranajes que rotan sobre siacute mismos una y otra vez impulsados

por una energiacutea externa Los generadores son aparatos que transforman la energiacutea cineacutetica -de movimiento- de

una turbina en energiacutea eleacutectrica (parecido a un alternador muy grande)

Existen dos tipos principales de centrales generadoras de electricidad hidroeleacutectricas y

termoeleacutectricas (teacutermicas a vapor teacutermicas a gas y de ciclo combinado)

- Centrales hidroeleacutectricas utilizan la fuerza y

velocidad del agua para hacer girar las turbinas Las

hay de dos tipos de pasada (que aprovechan la

energiacutea cineacutetica natural del agua de los riacuteos) y de

embalse (el agua se acumula mediante presas y luego

se libera con mayor presioacuten hacia la central eleacutectrica)

- Centrales termoeleacutectricas usan el calor para

producir electricidad Calientan una sustancia que

puede ser agua o gas los cuales al calentarse salen a

presioacuten y mueven turbinas y entonces el movimiento

se transforma Como ya hemos visto para alimentar

una central termoeleacutectrica se pueden usar muchas

fuentes energeacuteticas carboacuten petroacuteleo gas natural

energiacutea solar geoteacutermica o nuclear biomasa Estas

son las utilizadas principalmente

1 Centrales teacutermicas a vapor En este caso se utiliza

agua en un ciclo cerrado (siempre es la misma agua) El

agua se calienta en grandes calderas usando como

combustible el carboacuten gas biomasa etc La turbina se

mueve debido a la presioacuten del vapor de agua y su energiacutea

cineacutetica es transformada en electricidad por un generador

2 Centrales teacutermicas a gas En vez de agua estas

centrales utilizan gas el cual se calienta utilizando diversos

combustibles (gas petroacuteleo o diesel) El resultado de esta

combustioacuten es que gases a altas temperaturas movilizan a

la turbina y su energiacutea cineacutetica es transformada en electricidad (Hay una en Huelva y utiliza gas natural)

3 Centrales de ciclo combinado Utilizan dos turbinas una a gas y otra a vapor El gas calentado moviliza a

una turbina y luego calienta agua la que se transforma en vapor y moviliza a su vez a una segunda turbina

Nota- Hay muchos tipos de centrales eleacutectricas que no se han nombrado y que se emplean en la actualidad Ej

- Central eoacutelica con aerogeneradores (los alabes de los aerogeneradores actuacutean de turbina)

- Central solar con paneles solares y fotovoltaicos (los paneles solares soacutelo calientan agua u otro liacutequido y los

fotovoltaicos recogen la radiacioacuten del sol en forma de fotones creando una diferencia de potencial en placas de

Silicio u otras acumulando la electricidad generada en bateriacuteas)

- Central nuclear (que a partir de la fisioacuten (ldquoroturardquo) de un aacutetomo de isoacutetopo de Uranio u otro crea energiacutea en

forma de calor y ldquoradiacionesrdquo que calientan agua hasta la evaporacioacuten para asiacute mover los alabes de las turbinas

y ese movimiento lo aprovecha el generador para generar la electricidad)

- Otras Mareomotriz Biomasa Geoteacutermica

Sabiacuteas quehellip se estaacute experimentando con un tipo de energiacutea nuclear llamada fusioacuten que consiste en la unioacuten

de dos nuacutecleos de aacutetomos en la cual se libera mucha mucha maacutes energiacutea que en la fisioacuten Pero hay un

problema y es que no hay un material que pueda retener esa energiacutea solo se ha podido retener con un estado de

materia llamado plasma conjuntamente con campos electromagneacuteticos El diacutea que se pueda utilizar esta energiacutea

nos bastaraacute un poquito para que nos funcione el coche durante siglos y sigloshellip iexclsi nos dura el coche

9

Sabiacuteas quehellip que la electricidad se transporta a una tensioacuten muy alta y una intensidad muy baja porque asiacute se

calientan menos los cables y por tanto hay menos peacuterdidas de energiacutea en su recorrido

10

33-- CCOOMMPPOONNEENNTTEESS GGEENNEERRAALLEESS DDEE LLOOSS CCIIRRCCUUIITTOOSS EELLEacuteEacuteCCTTRRIICCOOSS

Para la realizacioacuten de circuitos eleacutectricos se disponen de una gran variedad de elementos o

componentes que se diferencian por sus caracteriacutesticas (tensioacuten de funcionamiento potencia consumo tipo de

corriente etc) y su FUNCIOacuteN en un circuito (GENERADOR CONDUCTOR CONTROL Y RECEPTOR)

Todo circuito eleacutectrico o electroacutenico puede ser comparado con un circuito hidraacuteulico o neumaacutetico

de hecho la mayoriacutea de sus caracteriacutesticas y logiacutestica son muy parecidas

SIMBOLOGIacuteA ELEacuteCTRICA BAacuteSICA (Una simbologiacutea maacutes extensa la encontraraacutes en el Anexo III)

(Actividad Dibuja el esquema eleacutectrico baacutesico del aula fuente punto de luz interruptoreshellip unifilar y multif)

Sabiacuteas quehellip en los equipos de sonido se le aumenta la calidad utilizando cables de cobre libres de oxiacutegeno

porque asiacute transmiten mejor y sin interferencias la electricidad Pero evidentemente son maacutes caros

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31- GENERADOR ELEacuteCTRICO Aparato que genera corriente eleacutectrica cuando se unen sus polos

iquestCuaacutentos tipos hay Hay varios dispositivos seguacuten el tipo de corriente

- Generadores de CC pilas bateriacuteas dinamos fuente de alimentacioacuten

- Generadores de CA alternadores tomas de corriente de la red eleacutectrica (bases de enchufe)

32- CONDUCTOR ELEacuteCTRICO Y ELEMENTOS DE CONEXIOacuteN Elementos que transportan la corriente

iquestCuaacutentos tipos de conductores hay Seguacuten la tensioacuten que transporten

- Conductores de alta tensioacuten Son cables de aluminio (porque se reduce peso al haber grandes distancias)

- Conductores de baja tensioacuten Son cables de cobre con un aislante exterior de plaacutestico (viviendas)

Los cables de las viviendas modernas llevan tres cables de cobre diferenciados en su color

- Marroacuten negro o gris Fase (Con tensioacuten Es de donde viene la electricidad)

- Azul Neutro (Sin tensioacuten Es por donde vuelve parte de la electricidad una vez hecho el consumo)

- Amarillo y verde (a rayas) Tierra (Sin tensioacuten Es un cable de proteccioacuten que actuariacutea de neutro)

ldquoLa electricidad no es tontardquo eso significa que cuando la corriente circula encontrando dos caminos por

donde ir y en uno de ellos hay mas resistencia que en el otro la corriente circularaacute por donde haya menos

resistencia Por tanto como nuestro cuerpo tiene maacutes resistencia que la Tierrahellip iexclya sabes

iquestQueacute grosor deben tener los cables Las secciones de los cables a utilizar deberaacuten ser adecuadas

desde el punto de vista de seguridad para evitar calentamientos o caiacutedas de tensioacuten excesivas Las secciones

miacutenimas de los cables a utilizar seraacute (de todas formas a maacutes seccioacuten mejor circulacioacuten)

o Alumbrado 1rsquo5 mm2

o Fuerza o Tomas de corriente en viviendas 2rsquo5 mm2

o Electrodomeacutesticos de cocina 4 mm2

o Vitro Calefaccioacuten eleacutectrica y aire acondicionado 6 mm2

Hay una foacutermula que relaciona las magnitudes necesarias y calcula la seccioacuten de los cables (ver Apdo 5)

Sabiacuteas quehellip los metales son buenos conductores de la electricidad porque los electrones de sus capas externas

estaacuten pocos sujetos y se pueden mover es decir tienen electrones libres En cambio la madera y el plaacutestico no

son buenos conductores al no tener electrones libres y actuacutean como aislantes de la electricidad

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C) Centrales eleacutectricas turbinas y generadores

La electricidad que consumimos es transportada por una red de cables que se produce baacutesicamente al

transformar la energiacutea cineacutetica en energiacutea eleacutectrica Para ello utilizan turbinas y generadores Las

turbinas son enormes ruedas con alabes y engranajes que rotan sobre siacute mismos una y otra vez impulsados

por una energiacutea externa Los generadores son aparatos que transforman la energiacutea cineacutetica -de movimiento- de

una turbina en energiacutea eleacutectrica (parecido a un alternador muy grande)

Existen dos tipos principales de centrales generadoras de electricidad hidroeleacutectricas y

termoeleacutectricas (teacutermicas a vapor teacutermicas a gas y de ciclo combinado)

- Centrales hidroeleacutectricas utilizan la fuerza y

velocidad del agua para hacer girar las turbinas Las

hay de dos tipos de pasada (que aprovechan la

energiacutea cineacutetica natural del agua de los riacuteos) y de

embalse (el agua se acumula mediante presas y luego

se libera con mayor presioacuten hacia la central eleacutectrica)

- Centrales termoeleacutectricas usan el calor para

producir electricidad Calientan una sustancia que

puede ser agua o gas los cuales al calentarse salen a

presioacuten y mueven turbinas y entonces el movimiento

se transforma Como ya hemos visto para alimentar

una central termoeleacutectrica se pueden usar muchas

fuentes energeacuteticas carboacuten petroacuteleo gas natural

energiacutea solar geoteacutermica o nuclear biomasa Estas

son las utilizadas principalmente

1 Centrales teacutermicas a vapor En este caso se utiliza

agua en un ciclo cerrado (siempre es la misma agua) El

agua se calienta en grandes calderas usando como

combustible el carboacuten gas biomasa etc La turbina se

mueve debido a la presioacuten del vapor de agua y su energiacutea

cineacutetica es transformada en electricidad por un generador

2 Centrales teacutermicas a gas En vez de agua estas

centrales utilizan gas el cual se calienta utilizando diversos

combustibles (gas petroacuteleo o diesel) El resultado de esta

combustioacuten es que gases a altas temperaturas movilizan a

la turbina y su energiacutea cineacutetica es transformada en electricidad (Hay una en Huelva y utiliza gas natural)

3 Centrales de ciclo combinado Utilizan dos turbinas una a gas y otra a vapor El gas calentado moviliza a

una turbina y luego calienta agua la que se transforma en vapor y moviliza a su vez a una segunda turbina

Nota- Hay muchos tipos de centrales eleacutectricas que no se han nombrado y que se emplean en la actualidad Ej

- Central eoacutelica con aerogeneradores (los alabes de los aerogeneradores actuacutean de turbina)

- Central solar con paneles solares y fotovoltaicos (los paneles solares soacutelo calientan agua u otro liacutequido y los

fotovoltaicos recogen la radiacioacuten del sol en forma de fotones creando una diferencia de potencial en placas de

Silicio u otras acumulando la electricidad generada en bateriacuteas)

- Central nuclear (que a partir de la fisioacuten (ldquoroturardquo) de un aacutetomo de isoacutetopo de Uranio u otro crea energiacutea en

forma de calor y ldquoradiacionesrdquo que calientan agua hasta la evaporacioacuten para asiacute mover los alabes de las turbinas

y ese movimiento lo aprovecha el generador para generar la electricidad)

- Otras Mareomotriz Biomasa Geoteacutermica

Sabiacuteas quehellip se estaacute experimentando con un tipo de energiacutea nuclear llamada fusioacuten que consiste en la unioacuten

de dos nuacutecleos de aacutetomos en la cual se libera mucha mucha maacutes energiacutea que en la fisioacuten Pero hay un

problema y es que no hay un material que pueda retener esa energiacutea solo se ha podido retener con un estado de

materia llamado plasma conjuntamente con campos electromagneacuteticos El diacutea que se pueda utilizar esta energiacutea

nos bastaraacute un poquito para que nos funcione el coche durante siglos y sigloshellip iexclsi nos dura el coche

9

Sabiacuteas quehellip que la electricidad se transporta a una tensioacuten muy alta y una intensidad muy baja porque asiacute se

calientan menos los cables y por tanto hay menos peacuterdidas de energiacutea en su recorrido

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33-- CCOOMMPPOONNEENNTTEESS GGEENNEERRAALLEESS DDEE LLOOSS CCIIRRCCUUIITTOOSS EELLEacuteEacuteCCTTRRIICCOOSS

Para la realizacioacuten de circuitos eleacutectricos se disponen de una gran variedad de elementos o

componentes que se diferencian por sus caracteriacutesticas (tensioacuten de funcionamiento potencia consumo tipo de

corriente etc) y su FUNCIOacuteN en un circuito (GENERADOR CONDUCTOR CONTROL Y RECEPTOR)

Todo circuito eleacutectrico o electroacutenico puede ser comparado con un circuito hidraacuteulico o neumaacutetico

de hecho la mayoriacutea de sus caracteriacutesticas y logiacutestica son muy parecidas

SIMBOLOGIacuteA ELEacuteCTRICA BAacuteSICA (Una simbologiacutea maacutes extensa la encontraraacutes en el Anexo III)

(Actividad Dibuja el esquema eleacutectrico baacutesico del aula fuente punto de luz interruptoreshellip unifilar y multif)

Sabiacuteas quehellip en los equipos de sonido se le aumenta la calidad utilizando cables de cobre libres de oxiacutegeno

porque asiacute transmiten mejor y sin interferencias la electricidad Pero evidentemente son maacutes caros

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31- GENERADOR ELEacuteCTRICO Aparato que genera corriente eleacutectrica cuando se unen sus polos

iquestCuaacutentos tipos hay Hay varios dispositivos seguacuten el tipo de corriente

- Generadores de CC pilas bateriacuteas dinamos fuente de alimentacioacuten

- Generadores de CA alternadores tomas de corriente de la red eleacutectrica (bases de enchufe)

32- CONDUCTOR ELEacuteCTRICO Y ELEMENTOS DE CONEXIOacuteN Elementos que transportan la corriente

iquestCuaacutentos tipos de conductores hay Seguacuten la tensioacuten que transporten

- Conductores de alta tensioacuten Son cables de aluminio (porque se reduce peso al haber grandes distancias)

- Conductores de baja tensioacuten Son cables de cobre con un aislante exterior de plaacutestico (viviendas)

Los cables de las viviendas modernas llevan tres cables de cobre diferenciados en su color

- Marroacuten negro o gris Fase (Con tensioacuten Es de donde viene la electricidad)

- Azul Neutro (Sin tensioacuten Es por donde vuelve parte de la electricidad una vez hecho el consumo)

- Amarillo y verde (a rayas) Tierra (Sin tensioacuten Es un cable de proteccioacuten que actuariacutea de neutro)

ldquoLa electricidad no es tontardquo eso significa que cuando la corriente circula encontrando dos caminos por

donde ir y en uno de ellos hay mas resistencia que en el otro la corriente circularaacute por donde haya menos

resistencia Por tanto como nuestro cuerpo tiene maacutes resistencia que la Tierrahellip iexclya sabes

iquestQueacute grosor deben tener los cables Las secciones de los cables a utilizar deberaacuten ser adecuadas

desde el punto de vista de seguridad para evitar calentamientos o caiacutedas de tensioacuten excesivas Las secciones

miacutenimas de los cables a utilizar seraacute (de todas formas a maacutes seccioacuten mejor circulacioacuten)

o Alumbrado 1rsquo5 mm2

o Fuerza o Tomas de corriente en viviendas 2rsquo5 mm2

o Electrodomeacutesticos de cocina 4 mm2

o Vitro Calefaccioacuten eleacutectrica y aire acondicionado 6 mm2

Hay una foacutermula que relaciona las magnitudes necesarias y calcula la seccioacuten de los cables (ver Apdo 5)

Sabiacuteas quehellip los metales son buenos conductores de la electricidad porque los electrones de sus capas externas

estaacuten pocos sujetos y se pueden mover es decir tienen electrones libres En cambio la madera y el plaacutestico no

son buenos conductores al no tener electrones libres y actuacutean como aislantes de la electricidad

9

Sabiacuteas quehellip que la electricidad se transporta a una tensioacuten muy alta y una intensidad muy baja porque asiacute se

calientan menos los cables y por tanto hay menos peacuterdidas de energiacutea en su recorrido

10

33-- CCOOMMPPOONNEENNTTEESS GGEENNEERRAALLEESS DDEE LLOOSS CCIIRRCCUUIITTOOSS EELLEacuteEacuteCCTTRRIICCOOSS

Para la realizacioacuten de circuitos eleacutectricos se disponen de una gran variedad de elementos o

componentes que se diferencian por sus caracteriacutesticas (tensioacuten de funcionamiento potencia consumo tipo de

corriente etc) y su FUNCIOacuteN en un circuito (GENERADOR CONDUCTOR CONTROL Y RECEPTOR)

Todo circuito eleacutectrico o electroacutenico puede ser comparado con un circuito hidraacuteulico o neumaacutetico

de hecho la mayoriacutea de sus caracteriacutesticas y logiacutestica son muy parecidas

SIMBOLOGIacuteA ELEacuteCTRICA BAacuteSICA (Una simbologiacutea maacutes extensa la encontraraacutes en el Anexo III)

(Actividad Dibuja el esquema eleacutectrico baacutesico del aula fuente punto de luz interruptoreshellip unifilar y multif)

Sabiacuteas quehellip en los equipos de sonido se le aumenta la calidad utilizando cables de cobre libres de oxiacutegeno

porque asiacute transmiten mejor y sin interferencias la electricidad Pero evidentemente son maacutes caros

11

31- GENERADOR ELEacuteCTRICO Aparato que genera corriente eleacutectrica cuando se unen sus polos

iquestCuaacutentos tipos hay Hay varios dispositivos seguacuten el tipo de corriente

- Generadores de CC pilas bateriacuteas dinamos fuente de alimentacioacuten

- Generadores de CA alternadores tomas de corriente de la red eleacutectrica (bases de enchufe)

32- CONDUCTOR ELEacuteCTRICO Y ELEMENTOS DE CONEXIOacuteN Elementos que transportan la corriente

iquestCuaacutentos tipos de conductores hay Seguacuten la tensioacuten que transporten

- Conductores de alta tensioacuten Son cables de aluminio (porque se reduce peso al haber grandes distancias)

- Conductores de baja tensioacuten Son cables de cobre con un aislante exterior de plaacutestico (viviendas)

Los cables de las viviendas modernas llevan tres cables de cobre diferenciados en su color

- Marroacuten negro o gris Fase (Con tensioacuten Es de donde viene la electricidad)

- Azul Neutro (Sin tensioacuten Es por donde vuelve parte de la electricidad una vez hecho el consumo)

- Amarillo y verde (a rayas) Tierra (Sin tensioacuten Es un cable de proteccioacuten que actuariacutea de neutro)

ldquoLa electricidad no es tontardquo eso significa que cuando la corriente circula encontrando dos caminos por

donde ir y en uno de ellos hay mas resistencia que en el otro la corriente circularaacute por donde haya menos

resistencia Por tanto como nuestro cuerpo tiene maacutes resistencia que la Tierrahellip iexclya sabes

iquestQueacute grosor deben tener los cables Las secciones de los cables a utilizar deberaacuten ser adecuadas

desde el punto de vista de seguridad para evitar calentamientos o caiacutedas de tensioacuten excesivas Las secciones

miacutenimas de los cables a utilizar seraacute (de todas formas a maacutes seccioacuten mejor circulacioacuten)

o Alumbrado 1rsquo5 mm2

o Fuerza o Tomas de corriente en viviendas 2rsquo5 mm2

o Electrodomeacutesticos de cocina 4 mm2

o Vitro Calefaccioacuten eleacutectrica y aire acondicionado 6 mm2

Hay una foacutermula que relaciona las magnitudes necesarias y calcula la seccioacuten de los cables (ver Apdo 5)

Sabiacuteas quehellip los metales son buenos conductores de la electricidad porque los electrones de sus capas externas

estaacuten pocos sujetos y se pueden mover es decir tienen electrones libres En cambio la madera y el plaacutestico no

son buenos conductores al no tener electrones libres y actuacutean como aislantes de la electricidad

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33-- CCOOMMPPOONNEENNTTEESS GGEENNEERRAALLEESS DDEE LLOOSS CCIIRRCCUUIITTOOSS EELLEacuteEacuteCCTTRRIICCOOSS

Para la realizacioacuten de circuitos eleacutectricos se disponen de una gran variedad de elementos o

componentes que se diferencian por sus caracteriacutesticas (tensioacuten de funcionamiento potencia consumo tipo de

corriente etc) y su FUNCIOacuteN en un circuito (GENERADOR CONDUCTOR CONTROL Y RECEPTOR)

Todo circuito eleacutectrico o electroacutenico puede ser comparado con un circuito hidraacuteulico o neumaacutetico

de hecho la mayoriacutea de sus caracteriacutesticas y logiacutestica son muy parecidas

SIMBOLOGIacuteA ELEacuteCTRICA BAacuteSICA (Una simbologiacutea maacutes extensa la encontraraacutes en el Anexo III)

(Actividad Dibuja el esquema eleacutectrico baacutesico del aula fuente punto de luz interruptoreshellip unifilar y multif)

Sabiacuteas quehellip en los equipos de sonido se le aumenta la calidad utilizando cables de cobre libres de oxiacutegeno

porque asiacute transmiten mejor y sin interferencias la electricidad Pero evidentemente son maacutes caros

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31- GENERADOR ELEacuteCTRICO Aparato que genera corriente eleacutectrica cuando se unen sus polos

iquestCuaacutentos tipos hay Hay varios dispositivos seguacuten el tipo de corriente

- Generadores de CC pilas bateriacuteas dinamos fuente de alimentacioacuten

- Generadores de CA alternadores tomas de corriente de la red eleacutectrica (bases de enchufe)

32- CONDUCTOR ELEacuteCTRICO Y ELEMENTOS DE CONEXIOacuteN Elementos que transportan la corriente

iquestCuaacutentos tipos de conductores hay Seguacuten la tensioacuten que transporten

- Conductores de alta tensioacuten Son cables de aluminio (porque se reduce peso al haber grandes distancias)

- Conductores de baja tensioacuten Son cables de cobre con un aislante exterior de plaacutestico (viviendas)

Los cables de las viviendas modernas llevan tres cables de cobre diferenciados en su color

- Marroacuten negro o gris Fase (Con tensioacuten Es de donde viene la electricidad)

- Azul Neutro (Sin tensioacuten Es por donde vuelve parte de la electricidad una vez hecho el consumo)

- Amarillo y verde (a rayas) Tierra (Sin tensioacuten Es un cable de proteccioacuten que actuariacutea de neutro)

ldquoLa electricidad no es tontardquo eso significa que cuando la corriente circula encontrando dos caminos por

donde ir y en uno de ellos hay mas resistencia que en el otro la corriente circularaacute por donde haya menos

resistencia Por tanto como nuestro cuerpo tiene maacutes resistencia que la Tierrahellip iexclya sabes

iquestQueacute grosor deben tener los cables Las secciones de los cables a utilizar deberaacuten ser adecuadas

desde el punto de vista de seguridad para evitar calentamientos o caiacutedas de tensioacuten excesivas Las secciones

miacutenimas de los cables a utilizar seraacute (de todas formas a maacutes seccioacuten mejor circulacioacuten)

o Alumbrado 1rsquo5 mm2

o Fuerza o Tomas de corriente en viviendas 2rsquo5 mm2

o Electrodomeacutesticos de cocina 4 mm2

o Vitro Calefaccioacuten eleacutectrica y aire acondicionado 6 mm2

Hay una foacutermula que relaciona las magnitudes necesarias y calcula la seccioacuten de los cables (ver Apdo 5)

Sabiacuteas quehellip los metales son buenos conductores de la electricidad porque los electrones de sus capas externas

estaacuten pocos sujetos y se pueden mover es decir tienen electrones libres En cambio la madera y el plaacutestico no

son buenos conductores al no tener electrones libres y actuacutean como aislantes de la electricidad

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31- GENERADOR ELEacuteCTRICO Aparato que genera corriente eleacutectrica cuando se unen sus polos

iquestCuaacutentos tipos hay Hay varios dispositivos seguacuten el tipo de corriente

- Generadores de CC pilas bateriacuteas dinamos fuente de alimentacioacuten

- Generadores de CA alternadores tomas de corriente de la red eleacutectrica (bases de enchufe)

32- CONDUCTOR ELEacuteCTRICO Y ELEMENTOS DE CONEXIOacuteN Elementos que transportan la corriente

iquestCuaacutentos tipos de conductores hay Seguacuten la tensioacuten que transporten

- Conductores de alta tensioacuten Son cables de aluminio (porque se reduce peso al haber grandes distancias)

- Conductores de baja tensioacuten Son cables de cobre con un aislante exterior de plaacutestico (viviendas)

Los cables de las viviendas modernas llevan tres cables de cobre diferenciados en su color

- Marroacuten negro o gris Fase (Con tensioacuten Es de donde viene la electricidad)

- Azul Neutro (Sin tensioacuten Es por donde vuelve parte de la electricidad una vez hecho el consumo)

- Amarillo y verde (a rayas) Tierra (Sin tensioacuten Es un cable de proteccioacuten que actuariacutea de neutro)

ldquoLa electricidad no es tontardquo eso significa que cuando la corriente circula encontrando dos caminos por

donde ir y en uno de ellos hay mas resistencia que en el otro la corriente circularaacute por donde haya menos

resistencia Por tanto como nuestro cuerpo tiene maacutes resistencia que la Tierrahellip iexclya sabes

iquestQueacute grosor deben tener los cables Las secciones de los cables a utilizar deberaacuten ser adecuadas

desde el punto de vista de seguridad para evitar calentamientos o caiacutedas de tensioacuten excesivas Las secciones

miacutenimas de los cables a utilizar seraacute (de todas formas a maacutes seccioacuten mejor circulacioacuten)

o Alumbrado 1rsquo5 mm2

o Fuerza o Tomas de corriente en viviendas 2rsquo5 mm2

o Electrodomeacutesticos de cocina 4 mm2

o Vitro Calefaccioacuten eleacutectrica y aire acondicionado 6 mm2

Hay una foacutermula que relaciona las magnitudes necesarias y calcula la seccioacuten de los cables (ver Apdo 5)

Sabiacuteas quehellip los metales son buenos conductores de la electricidad porque los electrones de sus capas externas

estaacuten pocos sujetos y se pueden mover es decir tienen electrones libres En cambio la madera y el plaacutestico no

son buenos conductores al no tener electrones libres y actuacutean como aislantes de la electricidad

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33- CONTROL ELEacuteCTRICO Son elementos de proteccioacuten y maniobra que se ocupan del cierre y apertura

de circuitos Una maniobra ldquoenciende la luzrdquo una proteccioacuten de circuitos o personas ldquosaltoacute el automaacuteticordquo

331- CONTROL DE MANIOBRA O DE MANDO

- Interruptor Operador eleacutectrico que sirve para abrir (apagar) o cerrar (encender) un circuito eleacutectrico Es decir

como su nombre indica (interruptor) sirve para interrumpir en paso de corriente eleacutectrica por un circuito

- Pulsador Operador eleacutectrico que sirve para conectar el circuito (encender) mientras se pulsa

- Conmutador Operador eleacutectrico similar al interruptor pero que al abrir conecta con un contacto y al cerrar

conecta con otro contacto Puede poseer varios contactos utilizaacutendose para ello el Releacute (ver Anexo II) En

comparacioacuten con un circuito hidraacuteulico un conmutador seriacutea como el mando de la bantildeera grifo - ducha

Hay diferentes tipos de conmutadores pero en viviendas los maacutes comunes son los conmutadores bipolares

y conmutadores de cruce (Ver apartado 62 circuitos de conmutacioacuten)

-Transformador Elemento de control del voltaje Consiste en dos bobinas enrolladas sobre un nuacutecleo de hierro

de forma cuadrada Para elevar el voltaje la bobina de entrada o primaria lleva menos espiras que la bobina de

salida o secundaria y viceversa para reducir el voltaje (Ej de 220 v a 3 v en el caso de los moacuteviles)

1

2

2

1

2

1

I

I

V

V

n

nFoacutermula ( n = nordm de espiras o vueltas V = voltaje I = intensidad) (Relacioacuten ley Ohm)

Sabiacuteas quehellip hay ciertos cristales piezoeleacutectricos como el cuarzo que cuando se presionan generan

electricidad o cuando se le aplica una corriente eleacutectrica vibran a una frecuencia determinada que sirve para

controlar las manecillas de un reloj

Y que un cristal liacutequido (LCD) como el de las calculadoras puede fluir libremente pero al crear un

campo eleacutectrico (mediante el teclado) altera y bloquea el paso de la luz dibujando nuacutemeros y letras

332- CONTROL DE PROTECCIOacuteN La energiacutea eleacutectrica tiene dos riesgos fundamentales

a) Incendio por calentamiento de conductores o receptores debido a consumo excesivo o cortocircuito

b) Electrocucioacuten o descarga eleacutectrica en personas por un contacto indirecto o derivacioacuten

Para evitar estos riesgos se han dispuesto esta serie de dispositivos

- Para evitar cortocircuitos se emplea Fusibles y Magnetoteacutermicos (PIA)

- Para evitar consumos excesivos Limitador de potencia (ICP)

- Para evitar las descargas eleacutectricas o electrocucioacuten se emplea Diferencial y puesta a tierra

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Los vemos a continuacioacuten con detalle pero sus aplicaciones se veraacuten el Apdo 6 Circuitos habituales de

viviendas

- Fusible Operador eleacutectrico que cuando sube en exceso la intensidad de un circuito se calienta y se funde antes

de que lo haga el circuito cortando asiacute el flujo de corriente que circula por eacutel y protegiendo la instalacioacuten de un

posible incendio como ocurre en una subida de tensioacuten en el circuito o de un cortocircuito provocado en eacutel

Actualmente los fusibles no se utilizan en las viviendas solamente alguno en la acometida general En

los coches se siguen utilizando para proteger los circuitos de los cortos para que no se quemen (Imagina que se

quema el aparato de muacutesica de 500 Euros por poner un fusible equivocado de maacutes intensidad o puentearlo)

- Magnetoteacutermicos Interruptores Automaacuteticos Magneto-Teacutermicos (PIA) (Pequentildeo Interruptor Automaacutetico)

Externamente son interruptores con los que el usuario

puede cortar el suministro de corriente a zonas por separado

del edificio (cocina saloacuten habitacioacutenhellip) pero cuentan con

la propiedad de desconectarse automaacuteticamente si la corriente

que los atraviesa es mayor al liacutemite para el que estaacuten

fabricado no siendo necesario sustituirlos cada vez que se

disparan automaacuteticamente

Teacutermico Utiliza una laacutemina bimetaacutelica que a

determinada I se calientan y se doblan abriendo el circuito

funcionando a voltaje algo alto pero de larga duracioacuten

Magneacutetico utiliza un electroimaacuten detectando voltajes

muy elevados o un cortocircuito

Sabiacuteas quehellip el termostato controla la temperatura de algunos aparatos utilizando una laacutemina bimetaacutelica

de hierro y latoacuten Estos metales tienen dilataciones diferentes por lo que la laacutemina se dobla a medida que se

calienta y a una temperatura requerida la laacutemina abre un circuito eleacutectrico y desconecta la fuente de calor

- Limitador de potencia Interruptor limitador (ICP) Es un Interruptor Automaacutetico instalado por la compantildeiacutea

suministradora que limita el paso de corriente al maacuteximo contratado cortando automaacuteticamente si se supera

este maacuteximo Tipos de contratacioacuten de potencia seguacuten necesidades

Miacutenima 3000 vatios

Media 5000 vatios

Maacutexima 8000 vatios

Especial a determinar cada caso

14

- Diferenciales Interruptores Diferenciales (ID) Para evitar descargas eleacutectricas sobre personas

Externamente son muy parecidos a los Interruptores

Automaacuteticos permitiendo cortar manualmente el suministro

Se distinguen por un pulsador de prueba que se utiliza para

comprobar su correcto funcionamiento Estos interruptores se

desconectan automaacuteticamente cuando detectan una salida

indeseada de energiacutea eleacutectrica fuera del circuito que protegen

Por ejemplo si se produce un fallo en la funda aislante del

cable por contacto con una persona puede producirse una

derivacioacuten a tierra (potencial cero) El diferencial se activa al

detectar la salida indeseada de energiacutea eleacutectrica cortando

inmediatamente el suministro de energiacutea y evitando

desagradables consecuencias Las caracteriacutesticas que lo

definen son

Corriente maacutexima admisible Liacutemite de corriente que

puede atravesar el Interruptor Diferencial

Sensibilidad Liacutemite de la diferencia entre la

corriente que entra en el circuito y la que sale Su

eleccioacuten dependeraacute de la instalacioacuten a proteger

distinguiendo tres valores

Alta sensibilidad 30 mA

Media sensibilidad 300 mA

Baja sensibilidad 500 mA

Ejemplo Esquema eleacutectrico de un diferencial Cuando se

detecta un contacto indirecto el electroimaacuten desconecta el

circuito (Observa su siacutembolo en ambas imaacutegenes)

Is ndash Ie lt 30 mA cuando funciona perfectamente sin

haber falsos contactos o derivaciones a tierra

Si Id es la corriente que deriva a tierra por un contacto

indirecto se consumiraacute maacutes corriente que el microondas

en perfecto estado por lo que Is ndash (Ie + Id)gt 30mA y

entonces salta el diferencial desconectando el circuito

15

34- RECEPTORES ELEacuteCTRICOS Son los elementos o dispositivos que reciben y consumen la electricidad

- Laacutempara o bombilla Operador eleacutectrico que se conecta a un circuito por el que circula corriente eleacutectrica y

transforma la energiacutea eleacutectrica que recibe en energiacutea luminosa (y en energiacutea caloriacutefica)

Tipos de laacutemparas

a) Bombilla de filamento Las de siempre gas maacutes filamento que se vuelve incandescente e ilumina(100 w)

b) Tubo fluorescente Vapor mercurio baja presioacuten se ioniza por medio de sustancia emite luz de color(40 w)

c) Haloacutegenas Tubo de cuarzo con vapor de gas con yodo maacutes filamento Da mayor luminosidad (100 w)

d) De bajo consumo parecidas a los tubos fluorescentes(15 w)

e) Otros Farolas (Vapor de sodio dan luz anaranjada) Xenoacuten (gas Xenoacuten alta presioacuten + Kriptoacuten con

filamento muy apretado alcanza tordf elevadas y maacutes luz + tinte dan luz muy blanca Luz coches modernos)

- Motor Operador eleacutectrico que se conecta a un circuito por el que circula corriente eleacutectrica y transforma la

energiacutea eleacutectrica que recibe en energiacutea cineacutetica al girar Hay motores de CC (suelen ser de pequentildeo voltaje) y

motores de CA (de 220 v monofaacutesico (lavadora) y de 380 v (motores industriales))

- Otros Timbre zumbadores circuitos electroacutenicos (Ej alarma) resistencias (Ej cocina eleacutectrica altavoz) etc

Sabiacuteas quehellip las bombillas de filamento en forma de heacutelice (de Tungsteno o Wolframio) llevan un gas inerte en

su interior como (N) Nitroacutegeno yo (Ar) Argoacuten ya que si llevara oxigeno se quemariacutea

Y los tubos fluorescentes llevan tambieacuten un gas inerte a baja presioacuten con una gota de mercurio que se

ioniza y emite luz ultravioleta que a traveacutes de una capa fluorescente (Aluminatos de Mg o Cs) en forma de polvo

que envuelve el tubo le dan color Tened cuidado con los tubos fluorescentes si se rompen porque son toacutexicos

Sabiacuteas quehellip para saber la luminosidad que necesita un lugar se calcula en lux Un lux es la luz que ofrece una

candela (brillo que da una vela) a 1 m2 a 1 m de distancia Algunos niveles recomendados Pasillos (100 lux)

Oficinas (500 lux) sala de operaciones (30000 lux)

Sabiacuteas quehellip que la luz calor y color van relacionados a medida que los aacutetomos de un objeto se calientan Los

aacutetomos al calentarse emiten longitudes de ondas de radiacioacuten electromagneacutetica cada vez maacutes cortas empezando

por el infrarrojo y algo de rojo luego naranja seguido del amarillo y por uacuteltimo todo el espectro de radiaciones

el blanco con tordf alrededor de 4000 ordm C (Las laacutemparas normales alcanzan 3000 ordmC laacutemparas Xenoacuten 4000 ordmC)

Sabiacuteas quehellip la luz es una forma de energiacutea y se obtienen de dos formas incandescencia (emisioacuten de luz por

objetos con calor Ej bombilla de filamento) o luminiscencia (emisioacuten de luz sin calor Ej Fosforescencia ndash

pinturas que brillan en la oscuridad Fluorescencia ndash tintes absorben luz ultravioleta y luego emite luz visible

como los zapatos deportes que reflejan la luz En esto se basa los tubos fluorescentes)

Sabiacuteas que LASER son las siglas de amplificacioacuten de la luz por emisioacuten estimulada de radiacioacuten

ATENCIOacuteN Una cosa que debeacuteis recordar es que todas las laacutemparas o motores etc no valen para

conectarlos en cualquier circuito Unos necesitan maacutes intensidad y hay que colocarlos a maacutes voltaje y otros

necesitan menos intensidad y hay que colocarlos a menos voltaje Nunca hagaacuteis nada con la electricidad de lo

que no esteacuteis seguro es maacutes faacutecil y trae menos problemas preguntar a alguien que entienda

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34- RECEPTORES ELEacuteCTRICOS Son los elementos o dispositivos que reciben y consumen la electricidad

- Laacutempara o bombilla Operador eleacutectrico que se conecta a un circuito por el que circula corriente eleacutectrica y

transforma la energiacutea eleacutectrica que recibe en energiacutea luminosa (y en energiacutea caloriacutefica)

Tipos de laacutemparas

a) Bombilla de filamento Las de siempre gas maacutes filamento que se vuelve incandescente e ilumina(100 w)

b) Tubo fluorescente Vapor mercurio baja presioacuten se ioniza por medio de sustancia emite luz de color(40 w)

c) Haloacutegenas Tubo de cuarzo con vapor de gas con yodo maacutes filamento Da mayor luminosidad (100 w)

d) De bajo consumo parecidas a los tubos fluorescentes(15 w)

e) Otros Farolas (Vapor de sodio dan luz anaranjada) Xenoacuten (gas Xenoacuten alta presioacuten + Kriptoacuten con

filamento muy apretado alcanza tordf elevadas y maacutes luz + tinte dan luz muy blanca Luz coches modernos)

- Motor Operador eleacutectrico que se conecta a un circuito por el que circula corriente eleacutectrica y transforma la

energiacutea eleacutectrica que recibe en energiacutea cineacutetica al girar Hay motores de CC (suelen ser de pequentildeo voltaje) y

motores de CA (de 220 v monofaacutesico (lavadora) y de 380 v (motores industriales))

- Otros Timbre zumbadores circuitos electroacutenicos (Ej alarma) resistencias (Ej cocina eleacutectrica altavoz) etc

Sabiacuteas quehellip las bombillas de filamento en forma de heacutelice (de Tungsteno o Wolframio) llevan un gas inerte en

su interior como (N) Nitroacutegeno yo (Ar) Argoacuten ya que si llevara oxigeno se quemariacutea

Y los tubos fluorescentes llevan tambieacuten un gas inerte a baja presioacuten con una gota de mercurio que se

ioniza y emite luz ultravioleta que a traveacutes de una capa fluorescente (Aluminatos de Mg o Cs) en forma de polvo

que envuelve el tubo le dan color Tened cuidado con los tubos fluorescentes si se rompen porque son toacutexicos

Sabiacuteas quehellip para saber la luminosidad que necesita un lugar se calcula en lux Un lux es la luz que ofrece una

candela (brillo que da una vela) a 1 m2 a 1 m de distancia Algunos niveles recomendados Pasillos (100 lux)

Oficinas (500 lux) sala de operaciones (30000 lux)

Sabiacuteas quehellip que la luz calor y color van relacionados a medida que los aacutetomos de un objeto se calientan Los

aacutetomos al calentarse emiten longitudes de ondas de radiacioacuten electromagneacutetica cada vez maacutes cortas empezando

por el infrarrojo y algo de rojo luego naranja seguido del amarillo y por uacuteltimo todo el espectro de radiaciones

el blanco con tordf alrededor de 4000 ordm C (Las laacutemparas normales alcanzan 3000 ordmC laacutemparas Xenoacuten 4000 ordmC)

Sabiacuteas quehellip la luz es una forma de energiacutea y se obtienen de dos formas incandescencia (emisioacuten de luz por

objetos con calor Ej bombilla de filamento) o luminiscencia (emisioacuten de luz sin calor Ej Fosforescencia ndash

pinturas que brillan en la oscuridad Fluorescencia ndash tintes absorben luz ultravioleta y luego emite luz visible

como los zapatos deportes que reflejan la luz En esto se basa los tubos fluorescentes)

Sabiacuteas que LASER son las siglas de amplificacioacuten de la luz por emisioacuten estimulada de radiacioacuten

ATENCIOacuteN Una cosa que debeacuteis recordar es que todas las laacutemparas o motores etc no valen para

conectarlos en cualquier circuito Unos necesitan maacutes intensidad y hay que colocarlos a maacutes voltaje y otros

necesitan menos intensidad y hay que colocarlos a menos voltaje Nunca hagaacuteis nada con la electricidad de lo

que no esteacuteis seguro es maacutes faacutecil y trae menos problemas preguntar a alguien que entienda

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44--AASSOOCCIIAACCIIOONNEESS DDEE EELLEEMMEENNTTOOSS

41- ASOCIACIOacuteN DE RESISTENCIAS

(Nota- Todos los elementos receptores consumen energiacutea debido a la resistencia que oponen al paso de la

electricidad por eso denominamos resistencia en general a cualquier dispositivo que consuma)

SERIE (Caracteriacutesticas Vtotal es la suma de cada Velemento La I igual y Rt = R1+hellip+Rn)

- iquestQueacute pasariacutea si se fundiese una resistencia o receptor (es decir circuito abierto)

PARALELO (Caracteriacutesticas V igual en todas la I se divide por ramas y 1RT = (1R1) + (1R2))

- iquestQueacute pasariacutea si se fundiese una resistencia o receptor (es decir circuito abierto)

iquestPor queacute los circuitos de las viviendas se conectan en paralelo iquestY por queacute en serie soacutelo los elementos de

proteccioacuten como fusibles Magnetoteacutermicos y diferenciales

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MIXTO (Caracteriacutesticas Son las de los circuitos serie y paralelo juntos seguacuten el montaje)

Este tipo de montaje se suele dar sobre todo en electroacutenica ya que combina muchos elementos que dependen

unos de otros sucediendo que si falla uno que esta en serie fallaraacute todo el circuito

42- ASOCIACIOacuteN DE GENERADORES

Normalmente las bateriacuteas se agrupan en serie para obtener altos voltajes o en paralelo para altas corrientes El

siguiente diagrama muestra esos arreglos

El montaje de arriba es llamado en Paralelo

Si cada celda produce 15 voltios entonces 4

bateriacuteas en paralelo tambieacuten produciraacuten 15

voltios pero la Intensidad de la corriente que

podraacute generar seraacute cuatro veces mayor

Dibuja con siacutembolos el montaje paralelo

El montaje de abajo es llamado en Serie

Los cuatro voltajes se suman para producir 6

voltios y la intensidad de la corriente seraacute la

misma que el de una sola pila

Dibuja con siacutembolos eleacutectricos el montaje

serie

Actividad praacutectica monta un circuito serie y otro paralelo como se indica en la figura de arriba pero

solamente con dos pilas y comprueba con el poliacutemetro en los dos casos el voltaje (se mide en paralelo = la

altura) y la intensidad (se mide en serie = la corriente)

18

ANAacuteLISIS DE INTENSIDADES Y VOLTAJES EN LOS CIRCUITOS SERIE PARALELO Y MIXTOS

Realiza los caacutelculos de las asociaciones de resistencias en serie paralelo y mixto siguientes

R1

R2

R3

R4

R5

R1= 1 R2 = 2 R3 = 3

R4 = 4 R5 = 5

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CAacuteLCULOS DE ASOCIACIONES DE RESISTENCIAS EN CIRCUITOS SERIE - PARALELO

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MIXTO (Caracteriacutesticas Son las de los circuitos serie y paralelo juntos seguacuten el montaje)

Este tipo de montaje se suele dar sobre todo en electroacutenica ya que combina muchos elementos que dependen

unos de otros sucediendo que si falla uno que esta en serie fallaraacute todo el circuito

42- ASOCIACIOacuteN DE GENERADORES

Normalmente las bateriacuteas se agrupan en serie para obtener altos voltajes o en paralelo para altas corrientes El

siguiente diagrama muestra esos arreglos

El montaje de arriba es llamado en Paralelo

Si cada celda produce 15 voltios entonces 4

bateriacuteas en paralelo tambieacuten produciraacuten 15

voltios pero la Intensidad de la corriente que

podraacute generar seraacute cuatro veces mayor

Dibuja con siacutembolos el montaje paralelo

El montaje de abajo es llamado en Serie

Los cuatro voltajes se suman para producir 6

voltios y la intensidad de la corriente seraacute la

misma que el de una sola pila

Dibuja con siacutembolos eleacutectricos el montaje

serie

Actividad praacutectica monta un circuito serie y otro paralelo como se indica en la figura de arriba pero

solamente con dos pilas y comprueba con el poliacutemetro en los dos casos el voltaje (se mide en paralelo = la

altura) y la intensidad (se mide en serie = la corriente)

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ANAacuteLISIS DE INTENSIDADES Y VOLTAJES EN LOS CIRCUITOS SERIE PARALELO Y MIXTOS

Realiza los caacutelculos de las asociaciones de resistencias en serie paralelo y mixto siguientes

R1

R2

R3

R4

R5

R1= 1 R2 = 2 R3 = 3

R4 = 4 R5 = 5

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CAacuteLCULOS DE ASOCIACIONES DE RESISTENCIAS EN CIRCUITOS SERIE - PARALELO

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ANAacuteLISIS DE INTENSIDADES Y VOLTAJES EN LOS CIRCUITOS SERIE PARALELO Y MIXTOS

Realiza los caacutelculos de las asociaciones de resistencias en serie paralelo y mixto siguientes

R1

R2

R3

R4

R5

R1= 1 R2 = 2 R3 = 3

R4 = 4 R5 = 5

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CAacuteLCULOS DE ASOCIACIONES DE RESISTENCIAS EN CIRCUITOS SERIE - PARALELO

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CAacuteLCULOS DE ASOCIACIONES DE RESISTENCIAS EN CIRCUITOS SERIE - PARALELO