La energía eléctrica es la más utilizada en el mundo debido a que, entre otras cosas, se la puede transportar a grandes distancias con mucha más facilidad y eficiencia que la mayoría de los otros tipos de energía.
Para ello es necesario disponer de materiales específicos para esta tarea.
En general podemos clasificar a los materiales eléctricos en dos grandes grupos:
- Materiales conductores de la corriente eléctrica.
- Materiales no conductores de la corriente.
En el primer grupo están los materiales que permiten el paso de la corriente eléctrica a través de ellos casi sin dificultad.
Todos los metales conducen la corriente eléctrica (unos mejor que otros), el agua común, el cuerpo de los seres vivos (por su alto contenido de agua), etc.
Los materiales no conductores o aislantes son aquellos que se oponen casi totalmente al paso de la corriente eléctrica.
Algunos ejemplos de aislantes son : madera, plásticos, tela, goma, porcelana, agua des-mineralizada, etc.
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Los conductores eléctricos se pueden clasificar según su forma
1) Cable: Conductor eléctrico cuya alma conductora está formada por una serie de hilos conductores o alambres de baja sección, lo que le otorga una gran flexibilidad.
2) Alambre: Conductor eléctrico cuya alma conductora está formada por un solo elemento o hilo conductor.
Existe una inagotable variedad de conductores que se utilizan para el transporte de la corriente eléctrica. Para cada tipo de circuito se fabrica un conductor adecuado, como por ejemplo: video, instalaciones domiciliarias, celulares, heladeras, hornos, etc.
cable de fibra óptica
La sigla P.V.C. significa Policloruro de Vinilo, que es un polímero, conocido como plástico. Es un producto químico muy versátil, que posee una gran cantidad de propiedades.
En electricidad es muy utilizado como aislante con muy buenos resultados.
Semiconductores
Además de los conductores y aislantes hay otro tipo de material llamado semiconductor, hecho a base de silicio, con el cual se fabrican elementos utilizados en electrónica, como por ejemplo los transistores, microchips, L.E.D.s, etc.
L.E.D.
Un L.E.D. (de la sigla inglesa LED: Light-Emitting Diode;que significa "diodo emisor de luz") es un diodo semiconductor que emite luz cuando circula corriente continua a través de el. Se usan como indicadores en muchos dispositivos, y con mucha más frecuencia, en iluminación, TV, computación, etc.. Presentado como un componente electrónico en 1962, los primeros LEDs emitían luz roja de baja intensidad, pero los dispositivos actuales emiten luz de alto brillo en el espectro infrarrojo, visible y ultravioleta.
Los LEDs son diodos que emiten luz cuando son conectados a un circuito. Los elementos componentes son transparentes o coloreados, de un material denominado "resina-epoxi", con la forma adecuada e incluye el corazón de un LED: el chip semiconductor.
Los terminales de conexión se extienden por debajo de la cápsula del LED o foco e indican cómo deben ser conectados al circuito. El lado negativo está indicado de dos formas: 1) por la cara plana del foco o, 2) terminal de conexión de menor longitud. Los LEDs operan con una tensión relativamente baja, entre 1 y 4 voltios de corriente continua (C.C.), y la corriente está en un rango entre 10 y 40 miliamperes. Voltajes y corrientes superiores a los indicados pueden derretir el chip del LED.
NOMENCLATURA DE LOS CONDUCTORES
Cuando nos referirnos a los conductores eléctricos, lo hacemos mencionando algunas características particulares que los diferencian entre sí.
Estas son tres:
Por ejemplo: 10 metros de cable de 2 x 1,5 mm²
Podemos definir la sección de un conductor como la superficie que se forma cuando miramos a dicho conductor de frente (fig "A"), sin tener en cuenta la aislación, es decir solo el circulo de cobre.
La superficie de un círculo se calcula con la siguiente fórmula:
π . R²
π: es la cantidad de veces que entra el diámetro del circulo en la circunferencia, es decir
"3,1415926535897932384626433832795", que se redondea en 3,14.
Este valor no tiene unidad de medida, ya que es la relación que hay entre el diámetro de cualquier circulo y su circunferencia.
R: radio, se mide en mm.
Por lo tanto la sección del conductor se mide en "mm²" (milímetros al cuadrado).
La unidad de medida de la sección de un conductor es el mm², ya que se trata de un área.
Recorda que:
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ELECTROSTÁTICA
¿Por qué es conveniente que los camiones que transportan combustible tengan una cadena que cuelgue de su carrocería (parte trasera generalmente)?
¿como funciona un pararrayos?
Para entender estos fenómenos y evitar que nos dañen es necesario estudiar una rama de la electricidad llamada electrostática.
Se llama electrostática al estudio de las cargas eléctricas en reposo.
¿qué son las cargas eléctricas?
Para comprender esto debemos recordar como está constituida la materia.
La materia que nos rodea está formada por átomos. Estos, a su vez están formados por protones, neutrones, electrones y otras partículas.
Estos son los átomos conocidos, llamados elementos y una persona llamado
Dmitri Mendeléyev los agrupo en lo que se conoce como la "Tabla periódica de los elementos"
Los protones y electrones adquieren una propiedad que se conoce con el nombre de carga eléctrica.
Esta carga eléctrica puede ser de dos tipos.
Los protones tienen carga eléctrica positiva.
Los electrones tienen carga eléctrica negativa.
- Por ej.: así está formado un átomo de carbono
MODELO ATÓMICO DE BOHR
Si te interesa el tema podes mirar este vídeo donde cuentan la historia del átomo
El átomo normalmente tiene la misma cantidad de carga negativa y positiva, es decir igual cantidad de electrones y protones. Se dice que el átomo es neutro.
Si por algún motivo se altera este equilibrio, por ej. por frotamiento, algunos electrones pueden salir de las órbitas generando un átomo con carga positiva o ión positivo; si por el contrario adquiere uno o más electrones, el átomo se transforma en negativo o ión negativo.
Atracción y repulsión de cargas eléctricas
Al frotar un cuerpo, por ejemplo, una regla plástica con un trozo de lana, estos adquieren una propiedad llamada electricidad estática.
¿Como ocurre esto?
Esta propiedad ya era conocida en la antigüedad. El filósofo griego Tales de Mileto descubrió que al frotar un trozo de Ámbar con un paño, éste podía atraer pequeños objetos como plumas o pasto seco.
La palabra "electricidad" proviene de la palabra Griega "Elektros" , que significa ámbar.
Los átomos de un cuerpo que no han sido frotados permanecen neutros.
A estas fuerzas de atracción y repulsión entre cargas eléctricas se las denominan "Fuerzas electrostáticas".
VAMOS A HACER UN EXPERIMENTO Y EXPLICARLO CIENTIFICAMENTE
Figura 1 Figura 2
Figura 3 Figura 4
Fig. 1: sostenemos una tira de polietileno (bolsa de residuos) doblada por la mitad.
Fig. 2: frotamos la tira con la mano dos o tres veces rápidamente, pasando un dedo por el medio y otros dos por fuera.
Fig. 3: las dos partes de la cinta se separan.
Fig. 4: al poner la mano entre medio de las dos cintas, estas se adhieren.
Por qué ocurre esto?
En la Fig. 1 la cinta tiene sus cargas eléctricas neutralizadas, por lo tanto no hay ninguna fuerza electrostática actuando.
En la Fig. 2 al frotar las partes de la cinta logramos separar cargas (positivas y negativas), es decir algunos electrones (-) de la mano pasan a la cinta, quedando ambas partes con la misma carga (-). La mano al perder electrones adquiere carga eléctrica positiva.
En la Fig. 3 aparece una fuerza electrostática de repulsión que provoca la separación de ambas partes.
En la Fig. 4 al colocar la mano entre las dos partes de la cinta, estas se adhieren entre sí, porque aparece una fuerza electrostática de atracción ya que la mano tiene carga (+) y la cinta (-).
Al pasar unos minutos la mano y la cinta quedan con sus cargas eléctricas neutralizadas.
TALLER.. CREAR GENERADOR DE VAN DER GRAFF
Averigua que es un Generador de Van der Graff y como funciona
CORRIENTE ELÉCTRICA
La corriente eléctrica es el movimiento de cargas eléctricas (electrones) desde un lugar donde hay muchos de ellos (negativo de la pila), hasta otro lugar donde hay pocos (positivo de la pila).
Este fenómeno se puede lograr gracias a la combinación de varios elementos:
Resumiendo, la pila aporta la "fuerza" necesaria para que los electrones se muevan desde un polo (-) al otro (+) de la pila, a través de los conductores.
Recordando lo estudiado en la sección de Electrostática, la carga negativa que hay en el polo negativo (Potencial negativo) de la pila impulsa (rechaza) los electrones del conductor hacia el polo positivo (potencial positivo), que a su vez son atraídos hacia ese lugar, por ser cargas de distinto signo.
Así se produce este fenómeno llamado corriente eléctrica.
La corriente eléctrica se simboliza con la letra I o i, de intensidad de corriente.
La unidad de medida de la corriente eléctrica es el Amper o Amperio, y nos dice la cantidad de electrones que pasan por segundo a través de una determinada sección de conductor.
La "fuerza" que produce el generador (en el ejemplo: una pila) se llama "Tensión eléctrica" o "Diferencia de Potencial", y se mide en Voltios.
Por ejemplo:
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ENERGÍA
¿QUE ES LA ENERGÍA?
¿cómo se la obtiene?
¿qué tipos de energías hay?
¿se la puede destruir?
¿dónde se va cuando la usamos?
¿cómo se transporta?
Para empezar a responder estas preguntas mira este vídeo
CENTRALES ELÉCTRICAS
Cuando hablamos de "energía" nos resulta difícil definir el concepto ya que solo podemos ver los efectos cuando utilizamos algún tipo de energía.
Sabemos que existen muchos tipos de energía, pero todas provienen de solo tres, también llamadas "energías primarias": el Sol, la energía nuclear (cuando se origino el universo), y la mareo-motriz (la atracción entre la tierra y la luna).
El término energía (del griego ἐνέργεια/energeia, actividad, operación; ἐνεργóς/energos=fuerza de acción o fuerza trabajando) tiene diversas acepciones y definiciones, relacionadas con la idea de una capacidad para obrar, transformar o poner en movimiento.
En física, «energía» se define como la capacidad para realizar un trabajo. En tecnología y economía, «energía» se refiere a un recurso natural (incluyendo a su tecnología asociada) para extraerla, transformarla y darle un uso industrial o económico.
Según Wikipedia ("La enciclopedia libre) ,la energía puede referirse a:
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CIRCUITO ELÉCTRICO
Se llama circuito eléctrico a la interconexión de elementos conductores, que unidos entre si forman un camino para el transporte de la corriente eléctrica.
Todo circuito eléctrico está formado por tres partes fundamentales:
- Fuentes de energía. Son las encargadas de aportar la "fuerza" necesaria para crear y mantener una corriente eléctrica. Por ej.: pilas, baterías, generadores, paneles solares, etc..
- Elementos de transmisión y maniobras. Se ocupan de transportar la corriente eléctrica (electrones) desde las fuentes hasta los consumidores o cargas. Además, permiten realizar las maniobras de apertura y cierre de circuitos ;y cualquier control de energía. Por ej: conductores eléctricos, interruptores, fusibles, llaves termomagnéticas, disyuntores, etc.
- Consumidores o cargas eléctricas. Reciben energía eléctrica desde las fuentes y la transforman en otro tipo de energía. Por ej: lámparas, motores, televisores, computadoras, heladeras, cafeteras, etc..
Este es un ejemplo de un circuito con sus partes
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CIRCUITO ABIERTO Y CERRADO
Se dice que un circuito es cerrado, o está cerrado, cuando existe un camino continuo para que la corriente eléctrica pueda circular, desde la fuente hasta la carga.(fig. "a")
Y, un circuito se dice que es abierto, o está abierto, cuando en alguna parte se interrumpe el camino de la corriente.(fig. "b")
SÍMBOLOS ELÉCTRICOS
Los símbolos son un tipo de lenguaje; son imágenes o figuras que poseen una significación convencional.
En electricidad también se utilizan símbolos para representar elementos eléctricos.
A continuación hay algunos de los que usaremos en este curso.
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El cortocircuito
Se llama cortocircuito a la unión, accidental o intencional, de los terminales de la fuente de tensión a través de un elemento conductor de la corriente eléctrica, de muy baja resistencia; por ejemplo:un cable.
Cuando esto ocurre, la corriente eléctrica se eleva inmediatamente, tomando valores muy altos, inadmisibles para el circuito.
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En electricidad existen dos tipos de circuitos, es decir dos formas de conectar elementos eléctricos:
Es por esto que todos los circuitos deben contar con protecciones contra cortocircuitos, por ej: fusibles, llaves termomagnéticas, (existen otros tipos de protecciones).
Fotografía de un cortocircuito
Este si que es un cortocircuito !!!!
http://www.elrellano.com/videos_online/3351/cableado-electrico.html
picá ahí
Acá hay otro, miralo y trata de explicar, científicamente que ocurre
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TIPOS DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS
- El circuito serie.
- El circuito paralelo.
Circuito serie
Se llama circuito serie a la conexión de dos o más cargas eléctricas (o consumidores) unidas una a continuación de la otra.
Podemos ver un ejemplo en la fig. 1: el final de la primera carga(2) se une al principio de la segunda (3), el final de la segunda (4) al principio de la tercera (5), y así sucesivamente con todas las cargas que se conecten en serie. Luego, el principio de la primera (1) y el final de la última (6) se unen a la fuente de tensión (+ y -).
Este circuito se caracteriza porque lo recorre una sola corriente, es decir por cada carga eléctrica o consumidor pasa la misma corriente, ya que existe un solo camino.
Fig. 1
I: CORRIENTE ELÉCTRICA (sentido de circulación de los electrones)
Circuito paralelo
Se llama circuito paralelo a la conexión de dos o más cargas eléctricas (consumidores) unidas de la siguiente manera: todos los principios se unen entre sí (1, 3 y 5), y por otro lado todos los finales se unen entre sí (2, 4 y 6), y estos a la fuente de tensión (+ y -).
Este circuito se caracteriza porque cada carga o consumidor tiene su propia corriente, y por la fuente circula la corriente total, que es la suma de todas (I1+I2+I3=IT).
I: CORRIENTE ELÉCTRICA (sentido de circulación de los electrones)
PRACTIQUEMOS:
Presiona el botón ROJO y realiza los siguientes ejercicios:
- Conectar dos lámparas en serie
- Conectar dos lámparas en paralelo
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