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ESCUELA NORMAL SUPERIOR DE PASTO Ensayo Sobre Electricidad IV Periodo Liliana lizth rosero romo 06/11/2013 Área: Tecnología e Informática Grado: 9-6 JT Profesor: Luis Felipe Alvear Daza TALLER SOBRE CIRCUITOS ELECTRICOSDE LA CORRIENTE ELECTRICA (ENSAYO) Nombre: Liliana lizth rosero romo ESCUELA NORMAL SUPERIOR DE PASTO AREA: TECNOLOGIA E INFORMATICA CIUDAD: SAN JUAN DE PASTO AÑO: 2013 TALLER SOBRE CIRCUITOS ELECTRICOSDE LA CORRIENTE ELECTRICA (ENSAYO) Liliana lizth Rosero Romo TRABAJO COMO REQUISITO PARA APROBAR EL LOGRO 4259 CORRESPONDIENTE AL IV PERIODO LUIS FELIPE ALVERAR DAZA AREA. TECNOLOGIA E INFORMATICA Nombre del Estudiante: Liliana lizth rosero romo Grado: __9-6 J-T_____ Periodo: __IV____ Fecha: _____06 /11/13__________ Taller sobre CIRCUITOS ELECTRICOS de La corriente eléctrica (Ensayo) Logro 4251: Identifica los componentes básicos de un circuito eléctrico y su correspondiente función para elaborar montajes sencillos con bombilla, motor, zumbador y Leds. I. Para el desarrollo de este logro debe bajar el documento elec2.pdf, enviado a su cuenta de Edmodo.com y luego elaborar el ensayo a manera de trabajo académico con todas las normas de ICONTEC. La temática para su elaboración es la siguiente: 1. ¿Qué es un Circuito eléctrico? Y ¿cuál es la finalidad? Incluya un dibujo o fotografía en su explicación 2. Haga un organigrama que explique las familias de los componentes eléctricos, con sus respectivos ejemplos en imágenes. 3. Para los componentes de un circuito eléctrico haga una tabla en la que incluya el respectivo componente con su concepto y el dibujo o fotografía. 4. Explique el funcionamiento de un circuito eléctrico comparándolo con un circuito hidráulico. 5. En cuanto a los generadores eléctricos a. Conceptualización b. Tipos de pilas c. El voltaje de los generadores. 6. En cuanto a los Receptores eléctricos a. Conceptualización b. ¿Para qué se utilizan? c. Cite ejemplos de receptores eléctricos e incluya dibujos o fotografías para 3 de ellos. d. ¿qué pasa si ponemos un voltaje más pequeño o más grande del requerido? e. Haga el estudio de la bombilla, el motor eléctrico y el zumbador con sus respectivos símbolos 7. En cuanto a los elementos de maniobra a. ¿Para qué sirven y cuáles son sus símbolos? b. ¿Para qué se utilizan los llamados Pulsadores y cuáles son sus símbolos? c. ¿Para qué se utilizan los llamados Conmutadores y cuáles son sus símbolos? d. ¿Cuál es la función de las llamadas Llaves de cruce y cuáles son sus símbolos? e. ¿En qué consisten los llamados Finales de Carrera y cuáles son sus símbolos? f. ¿En qué consiste el llamado Relé y cuál es su símbolo? 8. 9. En cuanto a los elementos de maniobra a. ¿Cuál es su función? b. ¿En qué consiste las Resistencias variables/Fusibles? En cuanto a los conductores eléctricos a. ¿En qué consisten los llamados conductores eléctricos y cuáles son sus símbolos? b. Hay muchos tipos de cables, explique algunos de ellos ( mínimo 4) c. A veces los conductores no son cables. Explique esto. 10. En cuanto a los Símbolos eléctricos: elabore una tabla en al que incluya el componente, el símbolo eléctrico y el dibujo o fotografía. 11. A la representación gráfica de un circuito, se le llama esquema. Explique por medio de un ejemplo el esquema eléctrico de un circuito sencillo. Además explique cuando un circuito está abierto o cerrado con su respectiva simbología. 12. En cuanto a ejemplos de Circuitos eléctricos, explique su funcionamiento, incluya dibujos o fotografías con su respectivo esquema. a. Circuito 1: Bombilla controlada por un interruptor b. Circuito 2: motor eléctrico controlado por un interruptor c. Circuito 3: Zumbador controlado por un Pulsador II. Elabore un folleto (plegable) en Publisher en el que incluya una breve historia de la corriente eléctrica, el cómo se genera y el ahorro de la misma. El archivo lo sube a Edmodo.com y en captura de pantalla a la wiki en su Pg. Web denominada Publicaciones artísticas. III. Utilizando laboratorio virtual que se encuentra en el enlace http://dcaclab.com/en/lab/, elabore 4 experimentos (con captura de pantalla lo pega en el ensayo, como evidencia de su laboratorio) a. Un circuito sencillo con apagador, bombilla, pila y cable de diferente color para la entrada y la salida. b. Un circuito en paralelo c. Un circuito en serie d. Un circuito libre en el que utilice la mayor parte de componentes que se encuentran en el laboratorio 1. Circuito sencillo: SOLUCION 1. ¿Qué es un Circuito eléctrico? Y ¿cuál es la finalidad? Incluya un dibujo o fotografía en su explicación Rta: Circuito eléctrico: es una corriente de energía que pasa por un voltaje. Es el que pasa por un cable para dar funcionamiento a cualquier medio de electrodoméstico… FINALIDAD: La finalidad de los circuitos es hacer que la corriente haga un trabajo útil como iluminar, hacer mover un motor o hacer funcionar un aparato. el circuito se conecta por series cuando los aparatos están conectados unos seguidos de otros, o también se conectan en paralelo cuando los aparatos están en distintas partes y el electrón que pasa por uno no llegue a los otros es decir el circuito es separado. 2. Haga un organigrama que explique las familias de los componentes eléctricos, con sus respectivos ejemplos en imágenes. Rta: FAMILIAS DE COMPONENTES ELECTRICOS GENERADORES CONDUCTORES RECEPTORES ELEMENTO DE CONTROL 3. Para los componentes de un circuito eléctrico haga una tabla en la que incluya el respectivo componente con su concepto y el dibujo o fotografía. Rta: Circuito eléctrico: COMPONENTES DE UN CIRCUITO ELECTRICO GENERADORES: Son los elementos que producen e Impulsan la energía eléctrica al circuito. Son las pilas, baterías, etc. CONDUCTORES: Son los elementos que transportan la Energía eléctrica. Proporcionan el camino por el que circulan Los electrones. Son los hilos y los cables eléctricos. RECEPTORES: Son operadores muy diversos que sirven para transformar la energía eléctrica recibida en otro tipo de Energía. Las bombillas transforman la energía eléctrica en luminosa, los timbres en acústica, los motores en movimiento, etc. ELEMENTOS DE MANIOBRA: Permiten manejar el circuito a Voluntad. Interruptores, conmutadores, pulsadores. ELEMENTOS DE PROTECCIÓN: Protegen al circuito de posibles sobre cargas que se puedan producir. Fusibles, diferenciales, magneto, etc. 4. Explique el funcionamiento de un circuito eléctrico comparándolo con un circuito hidráulico GENERADOR: Bomba de agua (1) RECEPTOR: Rueda de aspas (3) CONDUCTOR: Tubería ELEMENTO DE MANIOBRA: Llave de paso (4) Circuito hidráulico: Aquí la pila (1) Funcionamiento de un Circuito eléctrico Circuito hidráulico equivale al depósito (D) y a la bomba (1) del circuito hidráulico. Cuando se presiona el pulsador (4), se Cierra el circuito eléctrico y “una especie de bomba” que hay en el interior de la pila, comienza a enviar electrones por el conductor que está unido a su borne negativo, hasta el motor (3). GENERADOR: Pila (1) RECEPTOR: Motor eléctrico (3) CONDUCTOR: Hilo. ELEMENTO DE MANIOBRA: Pulsador (4) Circuito eléctrico: Aquí la pila (1) equivale al depósito (D) y a la bomba (1) del circuito hidráulico. Cuando se presiona el pulsador (4), se cierra el circuito eléctrico y “una Especie de bomba” que hay en el interior de la pila, comienza a enviar Electrones por el conductor que está unido a su borne negativo, hasta el motor (3). Podemos decir que la energía que tiene el agua (que se manifiesta en forma de presión) se transforma en energía mecánica de rotación de la rueda. En el interior del motor la energía que poseen los electrones (que se manifiesta a través del voltaje) es cedida y los electrones regresan de nuevo a la pila a través del polo positivo de ésta. Si queremos que la rueda no gire, cerraremos la llave de paso (4), por lo que se interrumpe la corriente de agua. Si dejamos de accionar el pulsador (4), el circuito se abre y cesa la corriente eléctrica con lo que le motor se para. Todos los electrones que salen de la pila por el borne negativo, regresan a ella por el positivo completando el circuito. El agua vuelve al depósito (D), sin perderse nada por el camino. Por ello recibe el nombre de circuito. Cuanta mayor cantidad de litros de agua por segundo bombee la bomba, desde el depósito hasta la rueda, mayor será el caudal de agua. Circuito eléctrico Cuanto mayor número de electrones circulen por el motor en un segundo, mayor será la intensidad de la corriente. 5. En cuanto a los generadores eléctricos a. Conceptualización b. Tipos de pilas c. El voltaje de los generadores Rta: Generadores eléctricos: Generadores: Un generador eléctrico es un aparato capaz de mantener una diferencia de cargas eléctricas entre dos puntos (es decir, voltaje), transformando otras formas de energía en energía mecánica y posteriormente en una corriente alterna de electricidad(aunque esta corriente alterna puede ser convertida a corriente directa con una rectificación). Los molinos son utilizados La planta es utilizada para dar energía con gasolina Tipos de pilas Pilas cilíndricas Pilas prismáticas: Pilas de Pilas botón: petaca: coches de radio control, Aparatos de medida, etc. Relojes y cámaras Fotográficas linternas Generadores eléctricos. De forma genérica se llama generador eléctrico a todo aparato o máquina capaz de producir corriente eléctrica a expensas de cualquier otro tipo de energía. Los que se utilizan con más frecuencia son los que transforman energía química en energía eléctrica, generadores electroquímicos (pilas y baterías) y los que transforman energía mecánica en eléctrica, generadores electro-mecánicos (dinamos y alternadores). Cómo funciona la pila: Desde los controles remotos hasta tus dispositivos portátiles más sofisticados, es muy probable que la mayoría funcione gracias a energía proporcionada por una pila. Pero ¿qué es exactamente una pila y cómo puede producir tanta energía de larga duración? En su forma más simple, una pila es un dispositivo que convierte energía química en electricidad. Cuando se conecta a cualquiera de tus aparatos favoritos que funcionan gracias a la energía proporcionada por una pila, esta última completa el circuito y su energía alimenta al aparato. La mayoría de las pilas comunes de uso doméstico se componen de dos terminales: - Positivo (+): Formado por algo llamado “cátodo“. - Negativo (-): Formado por algo llamado “ánodo“. Cuando se conecta un dispositivo, los electrones fluyen del terminal negativo al positivo y se produce una corriente. Así la energía almacenada en la pila se utiliza para alimentar tu dispositivo. Batería: El voltaje de los generadores En las pilas, como en todos los generadores, es muy importante que voltaje tengan. El voltaje nos indica la energía que tienen los electrones que salen de los generadores. Se mide en voltios (en honor del físico italiano volta, que estudio la electricidad) y abrevia con la letra V (mayúscula). Alessandro volta Físico italiano nacido en 1745 Invento la pila eléctrica. Los receptores eléctricos Receptores: es todo aquel dispositivo que recibe energía eléctrica siendo capaz de transformarla en cualquier otro tipo de energía (energía mecánica, energía química). Son receptores por ejemplo: las bombillas, que transforman energía eléctrica en lumínica, que transforman la electricidad en calor, los motores, que transforman la electricidad en energía mecánica… Las magnitudes que caracterizan a un receptor son: Tención de funcionamiento Potencia eléctrica consumida Características de energía transformada Motor eléctrico Bombilla Zumbador Cuidado con el voltaje: Una de las cosas más importantes a tener en cuenta con los receptores es el voltaje con el que funcionan. Todos los aparatos que funcionan con electricidad tienen, normalmente en la parte posterior, una plaquita denominada placa de características donde se indican todas sus características eléctricas. En esta placa hay, entre otros datos, el voltaje qué necesita para funcionar. Si ponemos un voltaje más pequeño no funcionara correctamente y si ponemos un voltaje más grande puede estropearse. La bombilla La bombilla eléctrica, también conocida como ampolleta o lámpara incandescente, es una fuente artificial de luz, y funciona justamente mediante la incandescencia. El proceso consiste en corriente eléctrica que fluye a través de un delgado filamento, el cual se calienta y por lo mismo emite luz. La cubierta de vidrio que todos conocemos impide que el oxígeno circundante llegue a este filamento, lo cual ocasionaría su ruptura por oxidación (por lo tanto el interior de la bombilla esta al vacío o relleno con algún gas noble). La bombilla fue inventada por Thomas Alva Édison El motor eléctrico: Un motor eléctrico es una máquina eléctrica que transforma energía eléctrica en energía mecánica por medio de interacciones electromagnéticas. Algunos de los motores eléctricos son reversibles, pueden transformar energía mecánica en energía eléctrica funcionando como generadores. Los motores eléctricos de tracción usados en locomotoras realizan a menudo ambas tareas, si se los equipa con frenos regenerativos. El zumbador: Es un dispositivo electrónico que produce un sonido o zumbido continuo o intermitente de un mismo tono. Sirve como mecanismo de señalización o aviso, y son utilizados en múltiples sistemas como en automóviles o en electrodomésticos. Inicialmente este dispositivo estaba basado en un sistema electromecánico que era similar a una campana eléctrica pero sin el badajo metálico, el cual imitaba el sonido de una campana. Elementos de maniobra. Interruptores Es en su acepción más básica un dispositivo que permite desviar o interrumpir el curso de una corriente eléctrica. En el mundo moderno sus tipos y aplicaciones son innumerables, van desde un simple interruptor que apaga o enciende una bombilla, hasta un complicado selector de transferencia automático de múltiples capas controlado por computadora. Su expresión más sencilla consiste en dos contactos de metal inoxidable y el actuante. Los contactos, normalmente separados, se unen mediante un actuante para permitir que la corriente circule. El actuante es la parte móvil que en una de sus posiciones hace presión sobre los contactos para mantenerlos unidos. Símbolo: •Interruptor abierto: No deja pasar la Corriente eléctrica • Interruptor cerrado: Permite el paso de la Corriente eléctrica Mecanismos de maniobra. Pulsadores: Estos son como una especie de botones que se pulsan tal como lo dice la palabra "pulsadores". Se pulsan para así dejar pasar una corriente eléctrica a través de él y así hacer funcionar alguna maquina eléctrica, como un motor asíncrono o lámparas incandescentes. Mecanismos de maniobra. Los conmutadores Es un dispositivo digital lógico de interconexión de redes de computadoras que opera en la capa de enlace de datos del modelo OSI. Su función es interconectar dos o más segmentos de red, de manera similar a los puentes de red, pasando datos de un segmento a otro de acuerdo con la dirección MAC de destino de las tramas en la red. Un conmutador en el centro de una estrella. Los conmutadores se utilizan cuando se desea conectar múltiples redes, fusionándolas en una sola. Al igual que los puentes, dado que funcionan como un filtro en la red, mejoran el rendimiento y la seguridad de las redes de área local. Elementos de maniobra. Llaves de cruce Una llave de cruce es un interruptor de cuatro contactos que están conectados dos a dos, de modo que, al cruzar las conexiones, cambia el sentido de la corriente. Una de las aplicaciones de una llave de cruce es cambiar el sentido de giro de un motor, lo cual sirve para conseguir que un móvil se desplace hacia delante o hacia atrás o bien hacia arriba o hacia abajo, si el movimiento es vertical. Mecanismos de maniobra. Finales de carrera Son pulsadores, normalmente cerrados, que son accionados por un objeto móvil durante su desplazamiento. Estos pulsadores están conectados en serie con el motor que acciona el móvil, de forma que una vez que son accionados se interrumpe el paso de corriente eléctrica por el motor y el móvil no continúa su desplazamiento. Elementos de maniobra.rele Un relé es un interruptor eléctrico gobernado por la acción de un Electroimán. El relé puede tener uno o más conjuntos de contactos conmutados, de modo que pueda servir para abrir o cerrar uno o más circuitos. Conexiones de la bobinaal circuito de control nc c na Conexiones al circuito de trabajo c nc na El relé consta de dos partes diferenciadas, montadas en un chasis de plástico: Un electroimán conectado al circuito de control. Conjunto de contactos: común (c), normalmente cerrado (nc) y normalmente abierto (na) que hacen la función de Interruptor o conmutador sobre el circuito de trabajo que el relé quiere controlar. Si pasa corriente por la bobina se imanta el núcleo del electroimán y atrae a la armadura. Ésta bascula sobre el pivote, separa el contacto c del nc y lo une con el na. Los circuitos de control y trabajo son independientes y pueden tener Distinta alimentación. Elementos de protección y control. Resistencias fijas. Su función es introducir una dificultad adicionar a la circulación de la corriente para modificar convenientemente los valores del voltaje y la intensidad en determinadas partes del circuito. Para identificar el valor de una resistencia se utiliza un código de colores. Consiste en cuatro anillos o bandas de color de las que las dos primeras indican el valor en ohmios, la tercera banda indica el factor multiplicador y la cuarta la tolerancia. En su construcción se utilizan materiales de alta resistencia para conseguir valores elevados en pequeño tamaño. Elementos de protección y control. Resistencias variables/Fusibles. RESISTENCIAS VARIABLES. Se llama también reóstato. Se trata de una resistencia que se puede variar a voluntad. Consiste en un hilo metálico arrollado sobre un material aislante y un cursor que se desliza paralelo al eje de arrollamiento haciendo contacto en puntos diferentes del hilo metálico. Resulta muy útil para regulación del voltaje de lámparas, motores, etc. FUSIBLES. Cortocircuito es un fenómeno que se produce cuando en un circuito la resistencia se reduce a cero, por lo que la intensidad aumenta tanto que el conductor se quema, siempre por su parte más débil. Este elemento se utiliza para proteger los circuitos contra los cortocircuitos. Consiste en un hilo conductor fino calibrado de forma que sea la parte más débil de un circuito, consiguiendo así que cuando se produce un cortocircuito sólo se queme el hilo del fusible. Conductores eléctricos Conductores: Son materiales cuya resistencia al paso de la electricidad es muy baja. Los mejores conductores eléctricos son metales, como el cobre, el oro, el hierro y el aluminio, y sus aleaciones, aunque existen otros materiales no metálicos que también poseen la propiedad de conducir la electricidad, como el grafito o las disoluciones y soluciones salinas (por ejemplo, el agua de mar) o cualquier material en estado de plasma. Para el transporte de energía eléctrica, así como para cualquier instalación de uso doméstico o industrial, el mejor conductor es la plata, pero debido a su elevado precio, los materiales empleados habitualmente son el cobre (en forma de cables de uno o varios hilos), o el aluminio; metal que si bien tiene una conductividad eléctrica del orden del 60% de la del cobre, es sin embargo un material tres veces más ligero, por lo que su empleo está más indicado en líneas aéreas de transmisión de energía eléctrica en las redes de alta tensión.1 A diferencia de lo que mucha gente cree, el oro es levemente peor conductor que el cobre, sin embargo, se utiliza en bornes de baterías y conectores eléctricos debido a su durabilidad y “resistencia” a la corrosión.