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Conceptos básicos
Leyes físicas de la corriente eléctrica
Circuitos eléctricos y componentes
Medida de la corriente eléctrica
U5 |Conceptos básicos
La corriente eléctrica
Intensidad
Diferencia de potencial
Resistencia
Energía y Potencia de la corriente continua
Magnitudes y Unidades SI
U5 |La corriente eléctrica
Movimiento de cargas eléctricas en el interior de un conductor.
Mecanismos de la corriente eléctrica
Metales
Nube electrónica
Líquidos
Electrólito
Los electrones de la nube
electrónica se mueven libremente
entre los iones positivos del
metal.
Gases
Descarga eléctrica
Rayos y relámpagos en
una nube de tormenta.
Movimiento de los iones
en una solución de un
electrólito.
U5 |Intensidad
Carga Q que atraviesa una sección del conductor en cada unidad de
tiempo.
Órdenes de magnitud de algunas intensidades
105 A
104 A
103 A
102 A
10 A
1A
10-1 A
10-2 A
10-6 A
Fundida de aluminio mediante la electrólisis.
Descarga eléctrica en una tormenta.
Motor de un tren de alta velocidad.
Motor de arranque de un automóvil.
Resistencia de calentamiento de una lavadora.
Bombilla muy potente.
Bombilla de poca potencia, motor de un juguete.
Diodos LED, pilotos luminosos en aparatos de
música, relojes eléctricos, etc.
Circuitos integrados en ordenadores, calculadoras, etc.
U5 |Diferencia de potencial
La diferencia de potencial entre dos puntos es la energía que se cede por unidad
de carga eléctrica que circula entre estos dos puntos.
La diferencia de potencial entre los bornes de
una batería de automóvil es de 12V.
U5 |Energía y Potencia de la corriente continua
Energía
Energía que las cargas eléctricas ceden entre dos puntos determinados
de un circuito
E  I ( VA  VB )t
Potencia
La potencia de una corriente es igual al producto de su intensidad por la caída
de potencial
P  I ( VA  VB )
U5 |Magnitudes y Unidades SI
Magnitud
Símbolo
Unidad (SI)
I
Amperio (A)
V1 – V2
Voltio (V)
Carga eléctrica
Q
Coulomb (C)
Resistencia
R
Ohm (Ω)
Resistividad
ρ
Ohm x metro (Ω x m)
Fuerza electromotriz
ε
Voltio (V)
Fuerza
contraelectromotriz
ε’
Voltio (V)
Rendimiento
η
-
Intensidad
Diferencia de potencial
U5 |Leyes físicas de la corriente eléctrica
Ley de Ohm
Ley de Ohm generalizada
Ley de Julio:
- Concepto
- Aplicaciones
U5 |Ley de Ohm
La diferencia de potencial aplicada entre los extremos de un conductor metálico es
directamente proporcional a la intensidad de corriente que circula por él.
La pendiente de cada recta mide la resistencia de cada conductor.
U5 |Ley de Ohm generalizada
En un circuito eléctrico en el que hay generadores conectados en serie,
resistencias óhmicas y receptores, la caída de potencial entre dos puntos A y B
del circuito se calcula con la aplicación de la ley de Ohm generalizada:
Georg Simon Ohm (1787-1854)
U5 |Ley de Julio
La energía transferida en forma de calor en la resistencia es directamente
proporcional al cuadrado de la intensidadd de corriente.
James Prescott Joule (1818-1889)
U5 |Aplicaciones de la Ley de Julio
Calefacción eléctrica
Formadas por un hilo de una aleación inoxidable por la que circula la
corriente produciéndose un gran desprendimiento de calor.
Iluminación por incandescencia
Lámparas formadas por una botella de vidrio, que contiene un filamento de
tungsteno por el que se hace circular una corriente eléctrica que la pone
incendescente y, además de desprender un poco de calor, hace luz.
Fusibles
Dispositivos constituidos por un filamento metálico de una aleación con un
punto de fusión bajo. Cuando la intensidad de corriente es elevada, el calor
funde el hilo y corta el paso de corriente.
Fusibles
U5 |Circuitos eléctricos y componentes
El circuito eléctrico
Componentes de un circuito:
•Generadores: - Concepto
- Pilas
- Acumuladores
- Fuerza electromotriz / Dif. potencial
•Resistencias: - Concepto
- Asociación en serie
- Asociación en paralelo
- Resistencia de un conductor metálico
•Receptores:
- Concepto
- Fuerza contraelectromotriz / Dif. potencial
U5 |El circuito eléctrico
Los circuitos eléctricos están formados por el generador, los conductores y los
receptores.
La suma de las intensidades de las corrientes que llegan a un nudo de un
circuito es igual a la suma de las intensidades de las corrientes que salen del
mismo.
Itotal = IB1 + IB2
Símbolos de los componentes eléctricos.
U5 |Generadores
Aparatos que comunican energía potencial a las cargas eléctricas para que
circulen constantemente por los conductores.
Tipos de generadores:
- Pilas (corriente continua)
- Acumuladores (corriente continua)
- Alternadores (corriente alterna)
Sentido convencional de la corriente
eléctrica.
U5 |Pilas
Generador electroquímico de corriente continua no reutilizable.
Tipos de pilas:
- Pila eléctrica (pila Daniell)
- Pila salina
- Pila alcalina
Montaje de una pila Daniell.
U5 |Acumuladores
Generador electroquímico cuya reacción de funcionamiento es reversible.
Tipos de acumuladores:
- Acumuladores de cadmio-níquel
- Acumuladores de plomo
Acumuladores cadmio-níquel
Batería (acumulador de plomo)
U5 |Generadores: Fuerza electromotriz / Diferencia de potencial en bornes
Fuerza electromotriz
Se denomina fuerza electromotriz de un generador (fem) a la energía
comunicada por unidad de carga que se pone en circulación.
Diferencia de potencial en bornes
Se denomina diferencia de potencial en bornes de un generador a la caída de
potencial que hay entre sus bornes positivo y negativo.
VA – VB = ε – I r
U5 |Resistencia
Un conductor tiene una resistencia de 1 ohm (Ω) cuando, al aplicarle una
diferencia de potencial de 1 voltio, deja pasar una corriente de 1 amperio.
Hay dos formas básicas de asociar resistencias: en serie y en paralelo.
Resistencia cerámica
El primer color es la cifra de las decenas.
El segundo color, la de las unidades.
El tercer color es el exponente de la
potencia de 10 que multiplica los otros dos.
U5 |Asociación de resistencias en serie
La conexión de resistencias en serie consiste en conectar una resistencia después
de otra, de modo que el conjunto ofrezca una única línea de corriente.
Asociación de resistencias en serie.
Propiedades de la asociación de resistencias en
serie
• Resistencia equivalente igual a la suma
de resistencias
R = Σ Ri
• Intensidad de corriente común
U5 |Asociación de resistencias en paralelo
La conexión de resistencias en paralelo consiste en conectar los extremos de
cada resistencia entre los mismos puntos.
Asociación de resistencias en
paralelo.
Propiedades de la asociación de resistencias en
paralelo
• Inversa de la resistencia equivalente igual a la
1
1
suma de las inversas
 de las resistencias
R
Ri
• Caída de potencial común
U5 |Resistencia de un conductor metálico
La resistencia de un conductor metálico depende de sus características físicas: el
material del que está hecho, la homogeneidad y la forma.
Resistividad (ρ): Resistencia de un hilo conductor de
1 m de longitud y de una sección de 1 m2.
Resistividad de algunos materiales
U5 |Receptores
Aparatos que transforman la energía eléctrica que circula en otro tipo
de energía.
Tipos de receptores:
- Receptores químicos
- Receptores mecánicos
- Receptores térmicos
Izquierda de un receptor.
U5 |Receptores:Fuerza contraelectromotriz/Diferencia de potencial en bornes
Fuerza contraelectromotriz
Se denomina fuerza electromotriz de un receptor (fcem) a la energía
transformada por unidad de carga, sin contar la disipada por el efecto Julio
Diferencia de potencial en bornes
La diferencia de potencial en bornes de un receptor es igual a la caída óhmica
del potencial (R’ l) más la caída de potencial, a causa de la fuerza
contraelectromotriz (ε’) del receptor
U5 |Medida de la corriente eléctrica
Sensores y Termistores
Multímetro
Amperímetro
Voltímetro
U5 |Multímetro
Aparato que mide diferentes magnitudes relacionadas con la corriente eléctrica.
Se utiliza para medir intensidades de corriente y diferencias de potencial, tanto
en corriente continua como en alterna y resistencias óhmicas.
Tipos de multímetros:
Multímetro analógico.
- Multímetro analógico
- Multímetro digital
Multímetro digital.
U5 |Amperímetro
Aparato que, a partir de los efectos magnéticos de la corriente eléctrica, mide
la intensidad de corriente que circula por un conductor.
Los amperímetros se montan en serie con el conductor.
Amperímetro y shunt.
U5 |Voltímetro
Aparatos que permiten determinar los valores de la diferencia de potencial.
Los voltímetros se montan en derivación entre los puntos que tienen la
diferencia
de potencial que queremos medir.
Conexión de un voltímetro.