Download l`. La corriente eléctrica

I
l'. La corriente eléctrica
Una pila planaenciendela bombillade la figura 1
cuandola roscaexterior,llamadacasquillo, tocauna
de las láminasmetálicasde la pila, mientrasque su
basetoca la otra lámina. La bombilla se enciende
porquecircula por ella una corriente eléctrica.
Los aparatoseléctricosposeendos bornes o po'
los.Las láminasde la pila sonsuspolos.Uno sellama polo positivo (+), y el otro, polo negativo (-).
Los polos de lasbombillassonel casquilloy la base.
El filamentode una bombillaesuídiseñadode maneraque al ci¡cularpor él la corrienteeléctricasecalientetan intensamente
que emiteluz (fig.2). Sedice
que se pone incandescentey por ello estetipo de
lámparas
recibenel nombrede lámparasde incandescencia.
Existentambiénlámparassin filamento
comolosfubosfluorescentes
$t9.2).
Filamento
de tungsteno
Contactos eléctricos
Capa interior de
pintura fluorescente
2.
Tltbo tluorescente. Un tubo fluorescenteemiteluz
por descargaeléctricaen un gasque contienesu interior. Estegas es vapor de mercurio a una presión
muy baja.La descargaes poco luminosa,pero hace
emitir una luz brillante a la capa de pintura fluorescente que recubre la pared interior del tubo.
Cemento
de unión
Casquillg
La bombllla eléctrlca. Al conectarla bombilla a
la pila circula una corriente eléctrica que pone incandescenteal filamentode tungsteno.El interior
de la bombillano puedeconteneraireporque el fiIamentoardería.Contieneun gas inerte, como el
argón,que no reaccionacon é1.
| ' Si conectasIa bombillade la ftgura I invirtiendolos polos de la pila, ¿circulaigualmentepor
ella la carrienteeléctrica?Compruébalo.
2, ¿Porqué losfilamentosde las bombillasseconstruyencon tungsteno?¿Cudles el punto defusiónde estemetal?
quiénfueel inventorde Ia bombillaeléctrica.¿Conquématerialse
3, Consultaen unaenciclopedia
construyeronlosfilamentosde lasprimerasbombitlas?¿Porquémotivo?
146
La corrlente elóctrlca
2, Gonductoresy aislantes
Los materialesa travésde los cualescirculafácilmentela corrienteeléctricase llaman conductores, mientrasque hay otros materialesa través
de los cualesla corrienteeléctricacircula muy
no circula.Se dice que son
mal o prácticamente
aislantes.
EXPERIENCIA
Efectúael montajede la figura.
Intercala entreay b diversosobjetoscomo los que vesen lafotografía o kts que se indican
en la tabla.
Completaen tu cuadernola tabla adjunta señalandocon una cruz el carácter conductoro
aislantede cadamaterial.
3. E¡ circuito eléctrico
Paraencenderla bombilla de la figura I no se sostienehabitualmentecon la mano,sino que seenrosca
Objeto
Material Conductor Aislante
Regla
Llave
Tubo
Cuerda
Tijeras
Varilla
Lápiz
Moneda
Tapón
Plástico
Latón
Goma
Cáñamo
Acero
Vidrio
Grafito
Plata
Corcho
en un portalámparas como el de la figura 2 y seconectaa la pila mediantehilos de conexiónmetálicos.
Se intercala,además,un interruptor que permiteel
pasode la corrientea discreción.
147
I
La cadenainintemrmpidaformadapor la pila, el
intemrptor,labombillay los hilos de conexiónconstituye un ejemplo muy sencillo de un circuito eléctrico.
Al pulsarel intemrptor,se cierra el circuito eléctrico, de forma que la luz de la bombilla nos indica
que por él circula una corrienteeléctrica(fig. 3-a).
Al pulsar de nuevo el intemrptor el circuito se
abre, es decir deja de circular la corrienteeléctricay
la bombilla se apaga(fig. 3-b).
Paraque la corriente eléctricacircule por un circuito serequiereun generador electrico. El generador del circuito de la figura 3 es una pila plana.
Al cenar el circuito circulanelectronespor los hilos de conexióny por la bombilla.
La pila seencargade comunicarenergíaa los electronesy los impulsapor el circuito exterior desdeel
polo negativohaciael positivo(fig. 5).
La corriente eléctrica en los metalesconsisteen
el desplazamientode conjunto de los electrones
desdeel polo negativo hacia el positivo del generador.La velocidadde desplazamiento
de los electronesen los conductoreses sólo de unasdécimasde
milímetropor segundo.
Las bombillas y otros componentesque iremos
viendo en estaunidad son receptoresde la corriente
eléctrica.
El circuito de la figura 3 es un circuito eléctrico
muy sencillo,en cambiolos circuitoseléctricosde un
televisor,o de un ordenadorsonmuy complejos.Los
hilos conductoresse han sustituidopor finas bandas
de cobredepositadas
sobreun soporteaislanteen el que
van insertados
los componentes
del circuito(fig.4).
5. La corriente eléctrica consiste en el desplazamiento de cargas eléctricas en los conducfores.
5. El sentido
de la corriente
eléctrica
4 La naturaleza
de la corr¡ente eléctrica
Los generadoreseléctricosposeendos bornes o
polos: el positivo y el negativo. En las pilas vienen
señaladoscon los signos+ y -.
Desdelos inicios del estudiode la corrienteeléctrica, los científicospropusieronque, en el exterior
del generador,las cargaseléctricascirculan del polo
positivo(+) al polo negativo(-). Aunque acfualmente sabemosquela corrienteeléctricaestáconstituida
por electrones,que circulandel polo negativoal poque el sentido de la
sitivo, continúaconsiderándose
corriente es del polo positivo (+) al negativo (-).
En la prácticaesto no representaningún.inconvenienteparasu estudio.
La eorrlenle eléctrlca
El diodo: un detector del sent¡do de la corriente
Para averiguar en qué sentidocircula la corriente eléctricapor un conductorpodemosrecurrir a unoscomponentes
electrónicosllamadosdiodos.Existenunosdiodosllamadosdiodoselectroluminiscentes (conocidos,abreviadamente,como LED) que sólo se enciendencuando la
corríente eléctricaque los atraviesatiene un determinadosentido.Cuandose invierten las conexionesa la pila, el LED acttia como un aislante v-fto s€ enciende.
Cuando la corriente eléctrica circula
en el sentido indicado por la flecha el
LED se enciende. Cuando se invierten
/os polos de la pila el LED no deja pasar la corriente y, por tanto, no se enciende.
El LED no contieneningúnfilamento, sino un materíal semiconductor,que sólo deja pasar la corriente
eléctricaen un sentido.Gastamuypoca energíay tiene un tamañomuy reducido.
Se utilizan como piloÍos indicadoresde funcionamiento en tocadiscos,radiocasetes,televisores,radiodespertadores,
etc
i
Twmm
Diferentes tipos de LED. Observa su reducido tamaño, parecido al de una cerilla.
6. Los generadores
eléctricos
por
Si queremosque el aguafluya constantemente
las rampasdel tobogándel parqueacuático(fig. 6)
necesitamos
un mecanismollamadobombahidráulica, queelevael aguadesdela piscinainferior a la parte superiordel tobogán.La bombacomunicaenergía
potencialal agua,que luego al descendersetransforma en otrasclasesde energía.
Algo parecidoocurre con la corrienteeléctrica.
Paraque las cargaseléctricascirculen permanentementepor un circuito hacefalta comunicarlesenergía potencial.Los aparatoscapacesde suministrar
energíapotenciala las cargaseléctricassellamangeneradores.
Hemos dicho que las pilas son generadoreseléctricos. También son generadoresotros aparatoscomo
las dinamos y los alternadores.
149
7. Las pilas secas
El generador
eléctricomássencilloesla pila seca
(fig.7). Al cortarverticalmente
por la mitadunapila
queen suexsecacomola de la figura7 obser¿amos
terior tieneunachapade cinc y en el centrounabarra
de grafito (carbonopuro).Entreambashay unamezde
cla de aspectopastosode color negrocor-l-lpuesta
químicas.
diversas
sustancias
Cuandose conectanlos polosde la pila a un circuito exteriortiene lugar dentrode ella una reacción
química,comoconsecuencia
de la cualel cinc queda
y
cargadonegativamente la barrade grafitopositivamente.Por estarazón,el cinc es el polo negativode
la pila, y el grafito,el polo positivo.
La energíasuministradapor la reacciónquímica
y graciasa ellacirculan
secomunicaa los electrones
pol el circuito exterior.En la pila se produceuna
transformaciónde energíaquímicaen eléctrica.
van
A medidaque la pila funcionalas sustancias
gastándose
hastaque proporcionantan poca energía
que la pila ya no sirve.Decimosque seha agotadoo
que estádescargada.Algunas pilas como las empleadasen los relojeso algunascalculadorasno deben tira¡se a la basuracuando se descarganporque
contienenun productomuy tóxico: el mercurio.
conectándoExistenpilas que puedenrecargarse
las a la corrienteeléctrica.Se denominanacumuladores.Son más caras,pero su uso prolongadolas
haceeconómicas.
La coriente eléctncaque circulapor un conductor conectadoa unapila tienesiempreel mismo sencorriente continua.
tido. Las pilassuministran
eléctricoscuya
Los alternadoressongeneradores
corrientecambiaperiódicamentede sentido.La corrienteeléctricade nuestrascasases altemay el sehtido del movimientode los electronescambia50
vecescadasesundo.
Los alternadores
Para producir corrientes eléctricas importantesse utilizan los slternadores, cuyofundamento
es distinto al de las pilas.
Un alternador bien sencillo es el que se utiliza para alimentar el sistemade iluminación de
una bicicleta.Al girar la rueda comunicaun movimientode rotación al imán N-Sy esto origina
una corriente alterna en labobina, que es un conductorenrolladoalrededorde un pequeñocilindro de hierro casi puro.
imán
ffi
,'it '
.,:. . "
.a
,
r
.:.
La corrlcntc clóotrlca
Para producir corrienteseléctricascomo las que utilizamosen nuestrascasasse utilizan alternadoresindustriales.Sefundamentan,iguahnente,en hacergírar grandesintanesalrededor
de conjuntosde bobinas,en las que se origínan corrienteseléctricas,o al revés,conjuntosde bobinas alrededorde grandesimanes.Estosmovimientosde rotación seproducenpor acción mecdnicade un salto de agua o del vapor de agua sobrelas palas de una gran rueda motriz llamada
turbina.
La corrienteeléctricaproducidaen el alternadorse recogemediantecablespara enviarla a la
red de distribución.
iuerza electromotriz
de las pilas
pilaseléctricas
En el comerciopuedenencontrarse
de muy diversostipos (fig. 8).
En ellas puede leerse: 1,5 volts (1,5 V),
4,5 volts (4,5 V),9 volts (9 9. Estascanridades
expresanla fuerza electromotriz o el voltaje máximo de la pila.
Ya sabesque paraque las cargaseléctricascrculen por un conductorhacefalta que un generadorles
sumisuministreenergía.No todoslos generadores
nistranla misma energía.El voltaje o tensión eléctrica de la pila es una medida de la energíaque
suministraacadacargaeléctrica.Cuantomás elevada esla tensiónde la pila mayoresla energíaqueles
suministra.
Estosignificaqueparaun mismocircuito eléctricocuantomayoresel voltajede la pila más
intensaes la corrienteeléctricaquecircula por é1.Así
por ejemplo,en el circuitode la figura9-apuedesver
que una bombilla de linternaconectadaa la pila de
15 volts apenasda luz. En cambiola mismabombilla
conectadaa una pila de 4,5 volts ilumina normalmenteporquelas cargasque circulanpor ella poseen
mayor energía(fig. 9-b).
¿Quésucedeía si se conectarael mismo circuito
a una pila de 9 V? Por la bombilla circularíauna corrientedemasiadointensa,su filamento se calentaría
mucho y podúa fundirse.En la bombilla habría un
excesode voltaje, o también se dice que soportaría
una sobretensión.
151
8
Las bombillas y, en general,todos los aparatos
eléctricosllevan indicadala tensióna que debenconectarsepara su correcto funcionamiento.Así, la
bombilla de la figura l0 debeadaptarsea una tensión
de 6 V como indicael casquillo.
No debeióné"tur n"ñóiun aparuto;i¿chrcól
a unatensiónmásaltadela indicada,porqueco- j
rresel riesgodeestropearlo.
I
Observaque la tensiónno tiene nadaque ver con
el tamañode las pilas. Algunos relojes funcionan con
pilas minúsculasde 9 V y, en cambio,algunaslinternasutilizan pilas grandesde solo 1J V.
10. Bombilla adaptada a una tensión de 6 V.
Paramedir el voltaje seutilizan unosaparatosllamadosvoltímetros(fig. l1). En el Documento4 se
explica el uso de los voltÍmetros digitales.
9, Las pilas
pueden asociarse
¿Podemosconseguirque una bombilla de 45 V
funcionecorrectamenteasociandovariaspilas igualesde 15 V?
En efecto.En la figura 12 puedesobservarque al
asociartres pilas de forma que el polo positivo de
cada una haga contactocon el negativo de la siguiente,la bombilla funcionacorrectamente.
I¿s tres pilas así asociadassedice que estánen serie. De estamanera,sesumanlos voltajesde las tres:
15V+15V+15V=45V.
12. Asociaciónde tres pilas de 1,5V.
4. Desmontar una pila plana de 4,5 V. ¿Cudntaspilas la forrnan?¿Qué voltaje tiene cada una de
ellas?¿Cómo estdn conectadasentre sí?
5' Investiga cómo están conectadaslas pilas que alimentan algún aparato portdtil como una radio o
un radiocasete.¿Cudl es el voltaje de estaspilas?
6. Si colnectasuna bombilla de 220 V a una pila plana de 4,5 V ¿quécreesque sucederó?¿Sería
prudente conectar una bombilla de 3,5 V a los bornes de un enchufede tu casa? ¿Por qué?
7, Dispones de trespilas cuyos voltajes sabesque son 1,5 V 4,5 V y 9 V,pero cuyos valores han sido
.borrados. ¿Puedesidentificar cada pila si disponesde tres bombillas de voltajes 1,5 V,4,5 V y 9 V
sinfundír ninguna de ellas? ¿Cómo Io harías?
152
La corrlente
eléctrlca
Las fotopilas o pilas solares
Las fotopilas, pilas solares o también
pilas fotovoltaicas son dispositivos que
transformanla energíasolar en electricided. Con ttna buena iluminación solar una
fotopila suministraunq tensiónde alrededor de 0,5 V.Asociandoen serie variasfotopilas se obtiene la tensión suficiente
para alimentar eléctricamenteaparatos situados en lugares aislados, como faros
marítimos,balizas luminosas,cabinasteIefonicas, car avanas,scttéI i tes ar t ifi ci al es,
o simples colculadoras.
Lasfotopilas conslonenúnicamenteluz,
y no polucionan,pero, desgraciadamente,
son caras.
1O.La tensión de
los enchufes
de nuestra casa
La energíasuministradapor las pilas no es suficienteparahacerfuncionarla lavadora,el frigoúfico
o el sistemade alumbradode unacasa.
Teléfonode emergencia de una autopista alimentado
con panelesde fotopilas.
I L Lá intensidad
de la corr¡ente
La mismabombillaconectadaa unapila de I J V o
a otrade 4J V iluminadiferentemente
(fig. 13 a - b).
La corrientequepasapor la bombilla en á esmás intensa que la que pasapor la bombilla en a.
La corrienteeléctricaque utilizamosen nuestras
casasprocedede grandescentraleseléctricasa las
que estamosconectados
por una red muy compleja
de cableseléctricos.
Cuandoenchufamosun aparatoeléctricoa la red
es como si lo conectáramos
a un generadorqueestuviera en nuestrapropiacasay que nos proporciona
una tensióno voltaje de 220 V (en algunaslocalidadesla tensiónes sólo de 125V).
Una diferenciaesencialentrela corrientede una
pila y la de la red es que las pilas proporcionancorriente continua,y la red, corrientealtemaque cambia de sentidocada l/50 de segundo.Sin embargo
estono representaningunadificultad parasu uso.
153
g
:..
Se llama intensidadde Ia corriente la carga
Un submúltiplodel amperemuy utilizadoen la
prácticaes el miliampere. I mA = 0001 A
eléctricaque pasacadasegundopor un conductor.
de la corrientesemideconun amSirjltr"a. lnh¡¡raUanL La intensidad
I-a unidadde intensidadeléctricaen el SI esel ampere (símboloA). Recibeestenombreen honoral físico francésJ. M. Ampére, que realizó importantes
trabajossobrela electricidad.La intensidadde 1 ampere coÍesponde a la cargade 6,3 trillones de electronespor segundoa travésde una secciónde un
conductor.
Estacargaconespondientea 63 trillonesde electronesesla unidadde cargaen el SI y recibeel nombrede
coulomb.Así pues,1 coulombesla carga que trarsporta una corriente de I ampere en l segundo.
perímetro. En las figuras 13-a y 13-bseobservaque
sehanconectadosendosamperímetrosparamedir la
intensidadde la corrienteque circulapor lasbombillas.
i;--_--cuaderno:
| (8)Compleraen,tu
MA
l,5v=
l0A=
tnA
0,03v =
0,25A
200 mA = A
l0mV=
l0 mA
tA
El multÍmetro
Los multímetros son aparatos
que permiten medir diversasmagnitudeseléctricas,entreellas voltajes e intensidades.
Actualmente,
los mds utilizados son los multímetros numéricos o digitales.
Para medir la intensidadde la
corriente que circula por Lna
bombilla,por ejemplo,seprocede
de la siguientemanera:
Se gira el mandocentral, llamado selectorde calibre, haste eI
sector qlte correspondea la medición de intensidadesen corrienrc
continua,que estd indicadopor
las letrasDCA. A continuación,se conecteel multímetrodeforma que toda la corrienteque circula por la bombilla tembiénposepor el aparato.Es una conexiónllannda en serie.La corriente debeentrarpor el borneA y salir por el borne COM.
Inicialmentese colot:ael calibre en la máxünaintensidudquepermife nrcdir el oparaÍo,para
luego ir cambiandode calibre hasta el que mejor se adaptea la lectura. En la mediciónde la
fotografía hemosescogidoel calibre que mejor se adaptaa la intensidadmedida:0,300A.
Para medir una tensióneléctricacon un multímetro,que ahctraharemos.funcionar
como voltímetro,se procededeforma ancílogaa la medición de intensidades,pero colocandoahr¡ra el
selectorde calibre en
para corrientecontinua,y en A.CVpara corrientealterna.
W
Se conectael aparato entreaquellosdospuntos cu7,ovoltaje deseamr¡s
medir.Esta conexión
paralelo.
La
corriente
se llann en
debeentrarpor el bctnreV l,salir por el borneCOM.
154
La corrlente eléctrlca
Medición del voltaje de una pila.
Medición de Ia tensión de un enchufe.
Se empieza colocando el selector de calibre en el valor del ntdximovoltaje que puede medir
el aparato, para luego ir contbinóndolo hasta el que mejor se adaptea la medición que hemos
de realizar.
12. La ley de Ohm
¿Existealgunarelaciónentrela intensidadde la
corrienteque circulapor un conductory la tensión
eléctricaque aplicamosentresusextremos?La siguienteexperiencianos permiteestablecerestarelación, que constituye una de las leyesmás importantesde la física.
EXPERIENCIA
Mediante un generador de corrienfe c'ontinua
aplicantos diJerentes voltajes a los extremos del
conductor de Ia fi gura, utilizado cr¡mo c alentador
de un secador del cabello. Con le ayuda de un
voltímetro medimos los voltajes aplicados entre
susextremos y con un amperímetro las intensidades de corriente que circulctn por é1.
Se constata que al aumentar la tensíón eléctrica
también crece la intensidad de la corriente.
En Lasiguiente tablafignran Losvalores de La tensión y de la intensidad obtenidos experimentalmente.
Tensión
--ioi¡¡
Intensidad
qmperes
6
8
t0
t4
t8
20
0,03 0,04 0,0s 0,07 0,09 0,t(
Se observa que si en cada caso se ditide el voltaje por la intensidad, el cocienle es constante.
Tensión
-ifuenllmf
Esquema del circuito,
8v = t}v = t4v =- 18V = 20v
= 6V
TO3Á= op4A l,o5A 0,074 U,UgA
oJoA
155
El físico alemán George Simon Ohm realizó a
principios del siglo XIX experienciasanálogasa la
que acabamosde explicar, utilizando diferentesconductores.Como resultadode ellasenunció:
El cociente de la tensión aplicada enhe los extremos de un conductor y la intensidad de la corriente eléctrica que circula por él es constante.
Este enunciadoconstituye una de las leyes más
importantes de la electricidad, la llamada ley de
Ohm.
Matemáticamenteexpresado:
. :Tensión
=T
tntensloao
V =K(constante)
I
La gran mayoríade conductorescumplen la ley de
Ohm, pero no todos.Los que cumplen estaley sellaman conductores óhmicos.
minio. Son dieléctricos,por ejemplo,el vidrio, el
ámbar,la porcelanay el azufre.
El valor del cocientetensiór/intensidad= K expresala resistenciade un conductor:
= -YResistencia
1n¡= -JelS!ÉnIntensidad
I
La fórmula de la ley de Ohm permite definir la
unidad de resistenciaeléctricallamadaohm, en honor a GeorgeSimon Ohm.
Un ohm es laresistencia de un conductor que al
aplicarle entre sus extremos una tensión de L volt
deja pasar una intensidad de corriente de L ampere. Se simbolizacon la letragriegaomegaQ.
lohm=
lvoh
r ampere
le= lv
1A
lns aparatosdestinadosa medir la resistenciaeléctrica se llaman ohmómetros.
13, La rcsistenc¡a
eléctrica
¿Quésignificadotiene la constantede proporcionalidadque figura en la expresiónmatemáticade la
ley de Ohm?
El cocientetensión/intensidadvaría para cadaconductor. Parauna misma tensiónhay conductoresque
dejan pasar una gran intensidadde corriente, y en
cambio otros conductoresdejanpasarmuy poca intensidad de corriente. Los primeros ofrecen muy
pocaresistenciaal pasode la corriente,los segundos
ofrecenmucharesistencia.
Con un ohmómetro(fig. 1a), que es un multímetro adaptadoparamedir resistenciaseléctricas,se ha
medido la resistenciadel calentadordel secadorde
cabelloempleadoen la experienciaanterior.Su valor
con el quehemosdeterminacoincidesensiblemente
do a partir del cocientetensión/intensidad.
La resistencia eléctrica esla oposición que ofrece un conductor al paso de la corriente.
Los cuerposque tienen una resístenciaeléctrica
muy pequeñasellaman conductores,losque tienen
una gran resistenciason los aislanteso dieléctricos.
Son buenosconductoresde la corrienteeléctrica
los metales,especialmentela plata,el cobrey el alu156
14. Medicíón de la resistencia del secador de cabello utilizado en la experiencia de la página anterior con un ohmómetro.
La corrlente eléctrlca
9.
¿Qué resistenciatiene un conductormetálico,si al aplicarle una tensiónde I0 V deja pasar
una corriente de 200 mA?
lO. Intercalamosuna resistenciade 60 C) entre dos puntos cuya tensiónes de l2 V. ¿Qué intensidad de corriente circula por la resistencia?
1 l. Por una resistencíade 30 {l circula una corriente eléctricade 150 mA . ¿.Cudles la tensiónentre los extremosde esta resistenr:ia?
12,Alaplicaralosextremosdeunconductortensionesdel0V15U25U30Vy40Ucirculan
por él intensidadesde 40 mA, 60 mA, 100 mA, 120 mA y 160 mA, respectivantente.
Representa
y en ordenadasvoltajes.¿Cómo
estosvaloresen una grófica poniendoen abscisasintensidades
es la gráfica obtenida?¿Setrata de un conductoróhmico? ¿Qué intensidadde corriente circula por el conductoral aplicarle una tensiónde 20 V? ¿Quétensiónhalt que aplicar para que
esteconductordejepasar una corrientede 90 mA?
14. Esquemade un circuito
Los circuitosserepresentancon un esquema.
El esquemade circuito es un dibujo que representa simbólicamente:
Así, paraconstruirel circuito de la figura l5 hemos de disponerde unapila, un intemrptor,una bombilla, los correspondienteshilos de conexión y
montarloscomo indica el esquema.
a) Los componenteseléctricosque lo forman.
b) La forma en que estos componentes se encuentran unidos eléctricamente.
El esquemade un circuito permite conocerloy
moniarlo,con independencia
de las características
del
materialutilizado.
15. Esquema de un circuito.
ELÉcTRICOS
SÍMBoLOSDE LoS COMPoNENTES
Bombilla
Hilo conductor
Hilos sin
contacto eléctrico
---7-\
Hilos con
contacto eléctrico
Intenuptor abierto
Diodo
Diodo
(LED)
electroluminiscente
I
------J'
-t-'/
F
Motor
Generador(Píla)
Interruptor cerrado
--Resistencia
--{iv\M/rAA--
Amperímetro
Voltímetro
--+-@-
JÉ--@-
-o=
157
+
I
15. Gircuitoen serie
El circuito de la figura 16 formado por las dos
bombillas,el intemrptor,lapila de 4,5 V y los hilos
conductores
es un circuito en serie.
17. Esquema del circuito en serie.
16. Circuito en serie.
Un circuito cuyos componentesestán unidos
unos a continuación de los otros es un circuito en
serie.
En un circuitoen seriela intensidadde la comente es la mismaen todoslos puntosdel circuito.
¿Quésucedeen un circuitoen seriesi sedeteriora
por ejemplosi sefunde
algunode los componentes,
unabombilla?
El cortocircuito
Si los hilos conductores estdn mal
aisladosy accidentalmentehacen contacto,la bombilla deja de brillar (a).
Ello se debe a que la corriente eléctrica sigue el camíno que presentamenor resistencia:pasa de un hilo al otro
y regresaa la pila. Seha establecidoun
cortocircuito. La corriente que ahora
circula es muy intensaporque ha desaparecido la resistencia que ofrecía la
bombilla.
Si unimoslos polos de Ia pila con un
conductor con muy poca resistencia
eléctrica estamos cortocircuitando la
pila, ésta se calienta exftaordinariamentey se deteriora,
Los cortocircuitos son peligrosos,
porque puedenprovocar incendios(b).
Puedenevitarsecolocandoen el circuito un fusible que es un trozo de hilo
conductor que se funde fácilmente
cuando la intensidadde la corriente que
circula por él supera un determinado
valor. Alfundirse interrumpe el paso de
la corriente.
a) Cortocircuito.
ó) Si se cortocircuitan/os polos de una pila con lana
de hierro,ésta se inflama,
L¡ oorrlcntc clóctrlca
16, Gircuitoen derivación
(o paralelo)
El circuito de la figura 18 formado por dos bombillas,un intemrptor,unapila de 45 V y los hilos de
conexiónes un circuito en derivación o paralelo.
i
;"'"*;;
;;;;,
*
" "
;, * *,
JI
I
conexióny por estoiluminancorrectamente.
¿Quéocunesi sefundeunade lasdosbombillas?
La conexiónen paralelopermiteque funcionen
variosaparatoseléctricosindependientemente
unos
de otrosy con el mismo generador.
Estees,por tanto, el tipo de montajeeléctricoen nuestrascasas.
18. Circuito en derivación o paralelo.
En estemontajeen paralelocadabombilla estáconectadadirectamentea la pila a travésde los hilos de
Si con la ayudade un amperímetrosemiden la intensidadque circulapor cadabombillay la intensidadtotal,secumplesiemprelo siguiente:I, + I, = I,
La sumade lasintensidades
en cadaderivaciónes
igual a la intensidadtotal que suministrael generador.
EJEMPLO
Se monta un circuito como el de la figura 19. El amperímeto A, indica una intensidad
Iz=100mAy el amperímerroArseñala una intensidadIr=jgg *¡.
a) Calcula la intensidadque indica el amperímeto At.
b) Si el conjuntoformado por las dos bombillastiene una resistenciaR = 50 d2,¿cuóles el voltaje entrelos polos de la pila?
c) Si las dos bombillesson idénticas,¿cuól creesque brilla más? ¿Por qué?
a) La intensidadI, que circula por A,, es la sumade las dos intensidadesIr! Ir.
I,=1, + Ir= 0,1A + 0,3A = 0,4A
b) Aplicamosla ley de Ohm:
V=IR=0,4A x 50Q =20V
c) La bombílla conectadaal amperímetroA, porquepor ella circula mayor intensidad.
| 3. Disponesde cuatro bombillas,una pila, un interruptor y cablesconductores.Dibuja un esquema de cada una de las formas en que puedesconectarlas bombillas (los esquemasdeben int corporer siempre la pila y el interruptor).
| 4, En un circuitocomoel de lafigura 19,el amperlmetroA, indica 800mAy el Arindica 0,2 A.¿Cudl
es Ia intensidad de la corriente que circula por el amperímeffoAr?
I
t
,¡
;
I
l
I
I
La corriente eléctrica
17. La instalación eléctrica
de nuestra casa
La conienteeléctricaentraen nuestracasapor rncde cobre,a unatensiónque
cliode hilos met¿ilicos
esde 220 V. Atraviesael contador,que
norrnalmente
pasit
después
miclccl consllmoclecnergíaeléctrica,
que intepor el disyuntor.que es un mecanisrno
rrumpeel pasode la corrientecuancloel voltajeo la
y finalintensidadadquierenvaloresextraordinarios,
mentese distribuyepor toda la casamediantehilos
concluctores.
protegidos,
debiclamentc
Los hilos conductores,
en las parcdcsv permitenla conevan cmpotraclos
clóctrixión en paraleloclccaclaunode los aparatos
COS.
eléctricadiLa figura21 muestrauna instalación
un
hogar.Unas
de
las
necesid¿tdes
atendiendo
señada
cajasde fusiblesprotegenlas raurasde bajo consumo y de consumoelevado.
Los hilos conductoresconectadosa los aparatos
de bajo consumoson más delgadosque los de elevadoconsumopor los que circulamayorintensidad
de coriente.
Contador
Caja de fusibles
Bajo consumo
I
I
21.
15. ¿Por qué las conexionesde los diferentesaparatoseléctricosde nuestrascasasse efectúanen
paralelo y no en serie?
16. ¿Esprudenteconectarcualqttieraparato eléctricoa cualquier toma de corríente?¿Por qué?
17, Ante cualquier avería en la instalacióneléctricade nuestracasa ¿quées lo primero que debes
hacer?
161
Seguridad eléctrica. Seguridad de las personas
EI cuerpohumanono es muy buen conduclorde la
electricidad.Pero si se le aplican tensionessuperíores a 24 V puede dejar pasar corriettteseléctricas
cuya intensidadresultapeligrosa. Susefectosvan desde una simple sacudídaa la electrocución,que consisteen una paráli.sisde los músculosrespiratoriosy
paro cardíaco.Por tanto,la tensión de 220 V suministruda por la red eléctrica espeligrosa.
La personaque toca la carcasametálicade una lavadora cuyoshilos de alimentaciónpor estarntal ois,lados hacen contacto con la lavadora,puede experímentar unafuerte sacudida eléctrica.
I¡ts instalacionesactualesllevan acopladoun tercer conductorllamado toms de üerra. Cuandoun cable mal aislado hace contacto con la masa metálica,
circula una corrientepor el hilo de tierray el dísyuntor abre el circuito.
Reglas de seguridad
No togues nunca los bornes de
una toma de corriente con Ia
mano.
No utilices enchufes múltiples.
Existe peligro de recalentamiento e incendio.
No repares nunca un aparato
eléctrico sin haberlo desconectado de la corriente.
No juegues cerca de instalaciones eléctricas que llevanindicado el peligro de electrocución.
No repares la instalación de Ia
casa srn haber cortado la corriente mediante el disyuntor.
No utilices aparatos eléctricos
en la ducha o el baño, o fuera
de ellos con los pies mojados.
:
RECORDATORIO
LA LEY DE OHM
entre lgÉextremosde un conductory lo
El cocientede lojensionoplicodo
intensidodde lo corrienteelectricoguecirculopor él es constonte.Este
LA
se denomino
de lo electricidqd,
enunciodo
es unode los |eyesmosimportontes
LEYDEOHM.
se expresai
Motemoticomente
B:
T
de un conductorqueol oplicorentre susextremosuno
Unobmes lo resistencio
de corrientede l_ompenio.
tensionde_lvoltiodejo posorunointensidod
' ti /
I
L
fi-
) ¿ '
I/1
o el volto¡eque
Confo ley de Ohmtsmbiense pudehollorlosomperimetros
circuloen un circuito electricoconunoresistencio,lo quetenemosquehoceres
combiorlo formulo:
Porqhollorlosvoltios:
V:Rxi
Parohqllorlosomperios: