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ESCUELA NORMAL SUPERIOR DE PASTO TALLER SOBRE CIRCUITOS ELÉCTRICOS DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA (ENSAYO) AUTOR: DARÍO FERNANDO DELGADO HERNÁNDEZ ESCUELA NORMAL SUPERIOR DE PASTO TECNOLOGÍA E INFORMÁTICA SAN JUAN DE PASTO 2013 1 TALLER SOBRE CIRCUITOS ELÉCTRICOS DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA (ENSAYO) AUTOR: DARÍO FERNANDO DELGADO HERNÁNDEZ Trabajo como requisito para aprobar el logro 4259 correspondiente al IV Período Luis Felipe Alvear Daza Profesor área de Tecnología e Informática ESCUELA NORMAL SUPERIOR DE PASTO TECNOLOGÍA E INFORMÁTICA SAN JUAN DE PASTO 2013 2 Nombre del Estudiante: Darío Fernando Delgado Hernández Grado: 9-6 Periodo: IV Fecha: 02/10/2013 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? 3 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. En cuanto a los elementos de maniobra a. ¿Cuál es su función? b. ¿En qué consiste las Resistencias variables/Fusibles? 9. En cuanto a los conductores eléctricos a. ¿En qué consisten los llamados conductores electricos 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) 4 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 5 SOLUCIÓN 1. ¿Qué es un Circuito eléctrico? Y ¿cuál es la finalidad? Incluya un dibujo o fotografía en su explicación Es una red eléctrica o interconexión de dos o más componentes, tales como resistencias, inductores, condensadores, fuentes, interruptores y semiconductores que contiene al menos una trayectoria cerrada la finalidad de los circuitos es hacer que la corriente eléctrica haga un trabajo útil como iluminar, mover un motor, hacer funcionar un aparato como radio, televisión, teléfono celular, computador de mesa. 2. Haga un organigrama que explique las familias de los componentes eléctricos, con sus respectivos ejemplos en imágenes. FAMILIA DE COMPONENTES ELÉCTRICOS Estos son 6 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. GENERADORES CONDUCTORES Son elementos que producen e impulsan la energía al circuito. Son los elementos que transportan la energía eléctrica y estos proporcionan el camino que circulan los electrones. RECEPTORES Son operadores muy diversos que sirven para transformar la energía eléctrica recibida en otro tipo de energía. ELEMENTOS DE MANIOBRA Permiten manejar el circuito a voluntad. ELEMENTOS DE PROTECCIÓN Protege al circuito de posibles sobrecargas que se puedan presentar 7 4. Explique el funcionamiento de un circuito eléctrico comparándolo con un circuito hidráulico. CIRCUITO HIDRÁULICO 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). 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 Cuanto mayor número de electrones circulen por el motor en un segundo, mayor será la intensidad de la corriente. 8 5. En cuanto a los generadores eléctricos a. Conceptualización b. Tipos de pilas c. El voltaje de los generadores. La familia de los generadores engloba todos los componentes eléctricos que tienen como función suministrar corriente eléctrica al circuito. Hay muchos tipos de generadores como los utilizados en las centrales eléctricas, la dinamo de una bicicleta, las células solares de un coche solar, la batería de un teléfono móvil, etc. Uno de los tipos más utilizados y el más adecuado para aprender electricidad son pilas. Las pilas son generadores muy utilizados Las células solares hacen funcionar este coche 1 TIPOS DE PILAS EL VOLTAJE DE LOS GENERADORES 2 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 LOS RECEPTORES Como su nombre indica, son la familia de componentes eléctricos que reciben la corriente eléctrica y la utilizan para realizar un trabajo útil, como iluminar, mover una máquina, avisarnos, reproducir música, etc. En esta unidad estudiaremos tres receptores: la bombilla, el motor eléctrico y el zumbador. 3 CUIDADO CON EL VOLTAJE Una de las cosas más importantes a tener en cuenta en los receptores es el voltaje con el que funcionan. Todos los aparatos que funcionan con electricidad tienen normalmente en la parte posterior una placa de características donde se indica todas sus características eléctricas. LA BOMBILLA Es un receptor que transforma la energía eléctrica en energía luminosa es decir en luz. Existen muchos tipos de bombillas, pero la más común es la bombilla incandescencia (Como en las que hay en las fotografías). Se denomina así porque el elemento que produce luz es un filamento (un hilo metálico generalmente de tungsteno) que se pone incandescente debido al paso de la corriente eléctrica. 4 EL MOTOR ELÉCTRICO Es el receptor que transforma la energía eléctrica en energía mecánica de rotación. En estas fotografías puedes ver dos motores que funcionan entre 3 y 6 V utilizados en aparatos de poca potencia como juguetes, walkmans, cepillos de dientes, etc. 5 EL ZUMBADOR Es un componente que transforma la energía eléctrica en energía sonora. Lo encontraremos en muchos aparatos electrónicos donde hace la función de avisador acústico. Por ejemplo en videojuegos (para indicarnos movimientos o acciones) en relojes (para despertarnos), en hornos (para avisarnos que ha finalizado el tiempo de cocción). 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? 6 ELEMENTOS DE MANIOBRA: INTERRUPTORES Sirve para realizar operaciones de apertura o cierre de un circuito eléctrico, lo podemos comparar con la función que realiza el grifo en el circuito hidráulico. Aunque su apariencia es muy variada todos los interruptores tienen el mismo principio de funcionamiento. ELEMENTOS DE MANIOBRA: PULSADORES Se utiliza cuando queremos que un circuito este accionado solamente un breve período de tiempo. Su especial característica es que solamente cierra el circuito cuando se presiona sobre él. 7 Elementos de maniobra: Conmutadores Su forma exterior es idéntica a los interruptores. Tienen tres polos. Su función consiste en cambiar (conmutar) la conexión del contacto entre un polo llamado común y cualquiera de los otros dos. Se utiliza en instalaciones de alumbrado en las que queremos accionar la luz desde dos puntos diferentes (pasillo, dormitorio,). También para invertir el giro de un motor de corriente continua. Para esto hay que utilizar dos pilas. 8 Elementos de maniobra: Llaves de cruce Este elemento de maniobra presenta cuatro terminales (A, 1, B, 2) y dos posiciones estables (A-1, B-2 / A-2, B-1) Las aplicaciones más usuales son: b) Mandar sobre un punto de luz desde tres o más lugares diferentes. c) Inversión del sentido de giro de un motor empleando un solo generador. 9 Elementos 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. 10 Elementos de maniobra: Relé 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. 11 8. En cuanto a los elementos de maniobra a. ¿Cuál es su función? b. ¿En qué consiste las Resistencias variables/Fusibles? Elementos de protección y control: 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. 1 9. 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. CONDUCTORES ELÉCTRICOS: La familia de los conductores incluye todos aquellos elementos que permiten que circule la corriente eléctrica desde los generadores hacia los receptores y que vuelva de nuevo a los generadores. Los conductores más comunes son los cables. 2 TIPOS DE CABLES En estas fotografías hay algunos de los muchos tipos de cables que puedes encontrar. Una manera de clasificarlos es según el número de conductores que tienen, si el cable solo tiene un conductor se denomina cable monopolar, si tiene dos conductores es bipolar, si tiene tres conductores es tripolar y si tiene más de cinco conductores se denomina multipolar. A VECES NO SON CABLES Dentro del ordenador que manipulas para navegar por esta web hay un circuito electrónico como el de la fotografía, en la parte posterior tiene conductores que no son cables sino pistas de cobre que permiten conectar los componentes electrónicos entre sí. 3 10. En cuanto a los Símbolos eléctricos: elabore una tabla en al que incluya el componente, el símbolo eléctrico y el dibujo o fotografía. SÍMBOLOS ELÉCTRICOS 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. 4 ESQUEMA ELÉCTRICO Los componentes eléctricos se conectan para formar circuitos eléctricos. Hemos visto que cada componente eléctrico tiene un símbolo, que sirve para dibujarlo de una minera muy simplificada y que todo el mundo pueda entender. 5 ¿CIRCUITO ABIERTO O CERRADO? Cuando todos los componentes están conectados entre sí entonces se puede decir que es un circuito cerrado, pero si se observa una discontinuidad la corriente no circulará entonces será un circuito abierto. 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 6 CIRCUITO ELÉCTRICO BOMBILLA CONTROLADA POR UN INTERRUPTOR MOTOR ELÉCTRICO CONTROLADO POR UN INTERRUPTOR 7 ZUMBADOR CONTROLADO POR UN PULSADOR 8 LABORATORIO VIRTUAL: ESQUEMA ELÉCTRICO: CIRCUITO SENCILLO _ + X 9