fundamentos de la electricidad basica

1. PREGUNTA ESENCIAL:
¿COMO FUNCIONA LA ENERGIA Y QUE APLICACIONES TIENE?
REALIZADO POR:
MARIA ALEJANDRA JURADO ARBOLEDA
DIANA CAROLINA CASTAÑEDA PEREZ.
Presentado a:
LEONOR NIÑO
INSTITUCION EDUCATIVA ACADEMICO
CARTAGO
2009

2. Historia de la electricidad
La historia de la electricidad se refiere al estudio y uso humano de la electricidad, al
descubrimiento de sus leyes como fenómeno físico y a la invención de artefactos para su
uso práctico.
El fenómeno en sí, fuera de su relación con el observador humano, no tiene historia; y si se
la considerase como parte de la historia natural, tendría tanta como el tiempo, el espacio, la
materia y la energía. Como también se denomina electricidad a la rama de la ciencia que
estudia el fenómeno y a la rama de la tecnología que lo aplica, la historia de la electricidad
es la rama de la historia de la ciencia y de la historia de la tecnología que se ocupa de su
surgimiento y evolución.
Uno de sus hitos iniciales puede situarse hacia el año 600 a. C., cuando el filósofo griego
Tales de Mileto observó que frotando una varilla de ámbar con una piel o con lana, se
obtenían pequeñas cargas (efecto triboeléctrico) que atraían pequeños objetos, y frotando
mucho tiempo podía causar la aparición de una chispa. Cerca de la antigua ciudad griega de
Magnesia se encontraban las denominadas piedras de Magnesia, que incluían magnetita.
Los antiguos griegos observaron que los trozos de este material se atraían entre sí, y
también a pequeños objetos de hierro. Las palabras magneto (equivalente en español a
imán) y magnetismo derivan de ese topónimo.
La electricidad evolucionó históricamente desde la simple percepción del fenómeno, a su
tratamiento científico, que no se haría sistemático hasta el siglo XVIII. Se registraron a lo
largo de la Edad Antigua y Media otras observaciones aisladas y simples especulaciones,
así como intuiciones médicas (uso de peces eléctricos en enfermedades como la gota y el
dolor de cabeza) referidas por autores como Plinio el Viejo y Escribonio Largo,1 u objetos
arqueológicos de interpretación discutible, como la Batería de Bagdad,2 un objeto
encontrado en IRA en 1938, fechado alrededor de 250 a. C., que se asemeja a una celda
electroquímica. No se han encontrado documentos que evidencien su utilización, aunque
hay otras descripciones anacrónicas de dispositivos eléctricos en muros egipcios y escritos
antiguos.
Cuestionario:
1. que entiendes por electricidad?
R/ Por electricidad entiendo k con elle podemos hacer cosas muy vitales para los seres
humanos como: comer, iluminar los espacios donde halla demasiada oscuridad, también
para que muchos seres tengan vida..
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3. 2. que objeto natural proporciona energía?
R/el sol es de los que con la luz da energía a los ser vivos, el viento, el agua, etc.
3. como se genera la electricidad?
R/ la electricidad se genera gracias a descargas eléctricas, plantas eólica, hidroeléctricas,
oceánicas etc.
4. manifestaciones de la naturaleza que nos dan ideas de electricidad?
R/los huracanes, los volcanes, los tsunamis. Etc.
5. que es un rayo?
R/Es una enorme descarga e electricidad que viene desde el cielo hasta la tierra y de la
tierra al cielo.
6. donde se encuentra la electricidad?
R/ En la naturaleza, en las nubes, en la comida, en el cabello de los seres humano. La
electricidad existe en todo lo que hace parte del mundo.
7. cuando gasta el ser humano energía?
R/ cuando deja los cargadores conectados..la nevera conectada si salimos de viaje etc.
8. a que conflicto se le atribuye el estudio de la electricidad?
R/. a Benjamin Franklin ,Tomas Edison ,Luigi Galvany.
9. que aplicaciones tiene la electricidad nombre algunos…
R/. La electricidad nos sirve para tantas cosas unas de ellas son el que nos brinda
luminosidad y nos aporta mucho beneficios para poder comer y llevar otras actividades
a la acción
10. quien fue el primero que hablo de la electricidad?
R/. En Grecia un señor llamado Tales de Mileto..
11. quien invento el pararrayos y como lo hizo?
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4. R/. Benjamin Franklin (1706-1790) investigó los fenómenos eléctricos naturales. Es
particularmente famoso su experimento en el que, haciendo volar una cometa durante
una tormenta, demostró que los rayos eran descargas eléctricas de tipo electrostático..
12. que es una descarga eléctrica?
q                                                                    
                                                                     
                                                                   
previa la existencia de una diferencia de potencial. La descarga tiende al equilibrio de
esa diferencia de potencial, para que no caiga esa diferencia es necesaria una fuente
productora de tensión en forma permanente, sino no existiría descarga.
13. que maquinas hacen generar energía?
R/. Las plantas generadoras de energía. Las centrales eléctricas son las instalaciones
productoras de energía eléctrica. Son instalaciones dónde hay un conjunto de maquinas
motrices y aparatos que se utilizan para generar energía eléctrica.
14. que es hacer mal uso de la energía y como podemos evitar?
R/. Nosotros los seres humanos hacemos un muy mal uso de la energía y no la
cuidamos por ejemplo: cuando dejamos los cargadores de los celulares conectados, o
cuando dejamos la planta conectada, cuando prendemos los bombillos y no los
apagamos etc. etc...Esto lo podemos evitar siendo mas concientes de el daño que nos
estamos haciendo nosotros mismos y a la naturaleza..
La electricidad (del griego electrón, cuyo significado es ámbar) es un fenómeno físico
cuyo origen son las cargas eléctricas y cuya energía se manifiesta en fenómenos mecánicos,
térmicos, luminosos y químicos, entre otros.[1] [2] [3] [4] Se puede observar de forma natural en
fenómenos atmosféricos, por ejemplo los rayos, que son descargas eléctricas producidas
por la transferencia de energía entre la ionosfera y la superficie terrestre (proceso complejo
del que los rayos solo forman una parte). Otros mecanismos eléctricos naturales los
podemos encontrar en procesos biológicos, como el funcionamiento del sistema nervioso.
Es la base del funcionamiento de muchas máquinas, desde pequeños electrodomésticos
hasta sistemas de gran potencia como los trenes de alta velocidad, y asimismo de todos los
dispositivos electrónicos.[5] Además es esencial para la producción de sustancias químicas
como el aluminio y el cloro.
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5. También se denomina electricidad a la rama de la física que estudia las leyes que rigen el
fenómeno y a la rama de la tecnología que la usa en aplicaciones prácticas. Desde que, en
1831, Faraday descubriera la forma de producir corrientes eléctricas por inducción —
fenómeno que permite transformar energía mecánica en energía eléctrica— se ha
convertido en una de las formas de energía más importantes para el desarrollo tecnológico
debido a su facilidad de generación y distribución y a su gran número de aplicaciones.
RESUMEN:
Benjamin Franquin- Tomas Edison
Con el campo magnético se puede producir electricidad.
Benjamin Franklin invento el pararrayos.
Luigi Galvany descubrió las descargas eléctricas.
Grecia- Tales de Mileto-electrón..
CONDUCTORES Y AISLANTES.
- TIPOS DE CONDUCTORES.
Clasificación de los conductores eléctricos:
Es imprescindible conocer los distintos tipos de conductores empleados para conducir la
electricidad a nivel doméstico. La circulación de la corriente eléctrica debe hacerse con la
menor pérdida posible, por lo que elegiremos el mejor conductor, observado cómo la afecta
la humedad y la temperatura.
• Los conductores son materiales que transmiten toda la carga
eléctrica que es puesta en contacto con ellos, a todo punto de
su superficie. Los mejores conductores son los metales y sus
aleaciones. Hay materiales no metálicos que conducen la
electricidad, como el grafito, soluciones salinas, y materiales
en estado de plasma. El material más empleado para el
transporte de la energía eléctrica es el cobre, que se presenta en
forma de cables de uno o más hilos. También se emplea el
aluminio, aunque su conductividad es el 60% de la del cobre,
pero su liviandad lo hace apto para las líneas de alta tensión. El
oro se utiliza para condiciones especiales (ciertos circuitos en
electrónica). La resistencia de los conductores eléctricos
dependerá también de la longitud y grosor de los mismos. Los
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6. cables de cobre que se utilizan se diferencian en blandos, semiduros y duros, siendo
mejores conductores los de cobre blando, y los de cobre duro, de mayor resistencia
mecánica. Para darle flexibilidad a los cables, podemos recocer el alambre, o agregando
varias hebras recocerse el alambre o agregar varios cabos.
• Dieléctricos: son los materiales aislantes, que no conducen la electricidad, como : el
vidrio, la cerámica, los plásticos, la goma, la mica, la cera, el papel, la madera seca,
porcelana, baquelita. En realidad no existen materiales totalmente aislantes o conductores,
son mejores o peores conductores eléctricos. Estos materiales se emplean para forrar a los
conductores y evitar cortocircuitos, también para fabricar elementos para fijar los
conductores a los soportes sin contacto eléctrico. El aire y el agua son aislantes en
determinadas condiciones.
- EXPERIMENTOS
. ANEXOS:
- AISLANTE:
Aislantes:
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7. Presentan una resistencia al paso de corriente eléctrica hasta 2,5 × 1024 veces mayor que la
de los buenos conductores eléctricos como la plata o el cobre.
Aislantes sólidos:
• En los sistemas de aislamiento de transformadores destacan las cintas sintéticas PET
(tereftalato de polietileno), PEN (naftalato de polietileno) y PPS (sulfido de polifenileno)
que se utilizan para envolver los conductores magnéticos de los bobinados. Tienen
excelentes propiedades dieléctricas y buena adherencia sobre los alambres magnéticos.
• Un buen aislante entre vueltas de las bobinas de transformadores es el cartón prensado, el
cual da forma a estructuras de aislación rígidas.
Aislantes líquidos:
• Las propiedades físicas de los dieléctricos líquidos como por ejemplo: peso específico,
conductibilidad térmica, calor específico, constante dieléctrica, viscosidad, dependen de su
naturaleza, es decir de la composición química, pero su rigidez dieléctrica, además está
ligada a factores externos como por ejemplo: impureza en suspensión, en solución,
humedad, etc., que, generalmente, reducen su valor, degradando la característica
importante.
• Los fluidos o líquidos dieléctricos cumplen la doble función de aislar los bobinados en los
transformadores y disipar el calor al interior de estos equipos.
• El líquido dieléctrico más empleado es el aceite mineral. El problema es que es altamente
inflamable.
• Entre los nuevos líquidos sintéticos destacan las siliconas y los poly-alfa-olefines. Tienen
un alto costo, eso dificulta su masificación.
Aislantes gaseosos:
• Los gases aislantes más utilizados en los transformadores son el aire y el nitrógeno, este
último a presiones de 1 atmósfera. Estos transformadores son generalmente de construcción
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8. sellada. El aire y otros gases tienen elevadísima resistividad y están prácticamente exentos
de pérdidas dieléctricas.
• El SF6 (hexafluoruro de azufre) es otro gas aislante que se caracteriza por ser incoloro,
inodoro, no toxico, química y fisiológicamente inerte, no corrosivo no inflamable y no
contaminante. Por sus características dieléctricas es ideal como medio aislante, tiene una
rigidez dieléctrica muy elevada, tanto a la frecuencia industrial como a impulso, gracias a
su peculiar característica de gas electronegativo. Con la captura de los electrones libres la
molécula de SF6 se transforma en iones negativos pesados, y por lo tanto poco móviles. La
rigidez dieléctrica del SF6 a la frecuencia industrial es por lo menos dos veces y media la
del aire a la presión de 5 Kg./cm2, condición que permite lograr un dado nivel de
aislamiento con presiones relativamente bajas, lo cual implica sistemas de contención
simples y de completa confiabilidad. Este gas tiene menor capacidad de disipación de calor
que el aceite mineral, situación que se puede mejorar aumentando la presión del SF6 en el
tanque del transformador.
- ANEXOS:
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9. CAPITULO 5: CAMPO ELECTRICO Y CORRIENTE ELECTRICA
- CAMPO ELECTRICO:
El campo eléctrico asociado a una carga aislada o a un conjunto de cargas es aquella región
del espacio en donde se dejan sentir sus efectos. Así, si en un punto cualquiera del espacio
en donde está definido un campo eléctrico se coloca una carga de prueba o carga testigo, se
observará la aparición de fuerzas eléctricas, es decir, de atracciones o de repulsiones sobre
ella.
La fuerza eléctrica que en un punto cualquiera del campo se ejerce sobre la carga unidad
positiva, tomada como elemento de comparación, recibe el nombre de intensidad del
campo eléctrico y se representa por la letra E. Por tratarse de una fuerza la intensidad del
campo eléctrico es una magnitud vectorial que viene definida por su módulo E y por su
dirección y sentido. En lo que sigue se considerarán por separado ambos aspectos del
campo E.
La expresión del módulo de la intensidad de campo E puede obtenerse fácilmente para el
caso sencillo del campo eléctrico creado por una carga puntual Q sin más que combinar la
ley de Coulomb con la definición de E. La fuerza que Q ejercería sobre una carga unidad
positiva 1+ en un punto genérico P distante r de la carga central Q viene dada, de acuerdo
con la ley de Coulomb, por:
pero aquélla es precisamente la definición de E y, por tanto, ésta será también su expresión
matemática
Puesto que se trata de una fuerza electrostática estará aplicada en P, dirigida a lo largo de la
recta que une la carga central Q y el punto genérico P, en donde se sitúa la carga unidad, y
su sentido será atractivo o repulsivo según Q sea negativa o positiva respectivamente.
Si la carga testigo es distinta de la unidad, es posible no obstante determinar el valor de la
fuerza por unidad de carga en la forma:
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10. Donde F es la fuerza calculada mediante la ley de Coulomb entre la carga central Q y la
carga de prueba o testigo q empleada como elemento detector del campo. Es decir:
E=KQq/rª /=KQ/rª
Expresión idéntica a la (9.2).
A partir del valor de E debido a Q en un punto P y de la carga q situada en él, es posible
determinar la fuerza F en la forma
F = q · E (9.4)
Expresión que indica que la fuerza entre Q y q es igual a q veces el valor de la intensidad de
campo E en el punto P.
Esta forma de describir las fuerzas del campo y su variación con la posición hace más
sencillos los cálculos, particularmente cuando se ha de trabajar con campos debidos a
muchas cargas.
La unidad de intensidad de campo E es el cociente entre la unidad de fuerza y la unidad de
carga; en el SI equivale, por tanto, al newton (N)/Coulomb (C).
- CORRIENTE ELCTRICA:
La corriente o intensidad eléctrica es el flujo de carga por unidad de tiempo que recorre
un material. Se debe a un movimiento de los electrones en el interior del material. En el
Sistema Internacional de Unidades se expresa en C·s-1 (culombios sobre segundo), unidad
que se denomina amperio. Una corriente eléctrica, puesto que se trata de un movimiento de
cargas, produce un campo magnético, lo que se aprovecha en el electroimán.
El instrumento usado para medir la intensidad de la corriente eléctrica es el galvanómetro
que, calibrado en amperios, se llama amperímetro, colocado en serie con el conductor cuya
intensidad se desea medir.
Históricamente, la corriente eléctrica se definió como un flujo de cargas positivas y se fijó
el sentido convencional de circulación de la corriente como un flujo de cargas desde el polo
positivo al negativo y sin embargo posteriormente se observó, gracias al efecto Hall, que en
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11. los metales los portadores de carga son negativos, estos son los electrones, los cuales fluyen
en sentido contrario al convencional. En resultas, el sentido convencional y el real son
ciertos en tanto que los electrones fluyen desde el polo positivo hasta llegar al negativo
(sentido real), cosa que no contradice que dicho movimiento se inicia al lado del polo
positivo donde el primer electrón se ve atraído por dicho polo creando un hueco para ser
cubierto por otro electrón del siguiente átomo y así sucesivamente hasta llegar al polo
negativo (sentido convencional) es decir la corriente eléctrica es el paso de electrones desde
el polo negativo al positivo comenzando dicha progresión en el polo positivo.
En el siglo XVIII cuando se hicieron los primeros experimentos con electricidad, sólo se
disponía de carga eléctrica generada por frotamiento o por inducción. Se logró (por primera
vez, en 1800) tener un movimiento constante de carga cuando el físico italiano Alessandro
Volta inventó la primera pila eléctrica.
- CORRIENTE ELECTRONICA:
La corriente electrónica se llevará a cabo, toda vez que se establezca una corriente
constante de electrones, y que esta entre a la batería por el borne positivo y salga por el
negativo, comúnmente llamada corriente eléctrica, o manifestación de la electricidad
dinámica o electricidad en movimiento.
Cuando por un conductor circula un pequeño número de electrones, decimos que la
corriente es débil. Si por el contrario, el número de electrones es grande, diremos que
ésta es una corriente fuerte.
Para indicar la intensidad de la corriente utilizamos los amperios, ellos nos indican lo
intensa que es una corriente de electrones que pasa por un circuito, en un segundo.
Si por el filamento de una lámpara pasan 5 amperios, en tanto que por un timbre circula
1 amperio, la lógica indica que por la lámpara pasa una intensidad de corriente 5 veces
mayor.
El amperio o unidad de medida de corriente eléctrica, se compara con el término litros
por segundo, tratándose de una corriente de agua. La analogía en este caso es: si por un
tubo pasan 5 litros por segundo y por otro 1 litro, la corriente más fuerte obviamente es
la de 5 litros, tal y como sucede con la corriente eléctrica.
- VELOCIDAD DE LA CORRIENTE:
-
- Si dos cuerpos de carga igual y opuesta se conectan por medio de un conductor
metálico, por ejemplo un cable, las cargas se neutralizan mutuamente. Esta
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12. neutralización se lleva a cabo mediante un flujo de electrones a través del
conductor, desde el cuerpo cargado negativamente al cargado positivamente (en
ingeniería eléctrica, se considera por convención que la corriente fluye en sentido
opuesto, es decir, de la carga positiva a la negativa). En cualquier sistema continuo
de conductores, los electrones fluyen desde el punto de menor potencial hasta el
punto de mayor potencial. Un sistema de esa clase se denomina circuito eléctrico.
La corriente que circula por un circuito se denomina corriente continua (c.c.) si
fluye siempre en el mismo sentido y corriente alterna (c.a.) si fluye alternativamente
en uno u otro sentido.
El flujo de una corriente continua está determinado por tres magnitudes
relacionadas entre sí. La primera es la diferencia de potencial en el circuito, que en
ocasiones se denomina fuerza electromotriz (fem), tensión o voltaje. La segunda es
la intensidad de corriente. Esta magnitud se mide en ampers; 1 amper corresponde
al paso de unos 6.250.000.000.000.000.000 electrones por segundo por una sección
determinada del circuito. La tercera magnitud es la resistencia del circuito.
Normalmente, todas las sustancias, tanto conductores como aislantes, ofrecen cierta
oposición al flujo de una corriente eléctrica, y esta resistencia limita la corriente. La
unidad empleada para cuantificar la resistencia es el ohm (), que se define como la
resistencia que limita el flujo de corriente a 1 amper en un circuito con una fem de 1
volt. La ley de Ohm, llamada así en honor al físico alemán Georg Simon Ohm, que
la descubrió en 1827, permite relacionar la intensidad con la fuerza electromotriz.
Se expresa mediante la ecuación = I × R, donde es la fuerza electromotriz en volt, I
es la intensidad en ampers y R es la resistencia en ohms. A partir de esta ecuación
puede calcularse cualquiera de las tres magnitudes en un circuito dado si se conocen
las otras dos. Cuando una corriente eléctrica fluye por un cable pueden observarse
dos efectos importantes: la temperatura del cable aumenta y un imán o brújula
colocado cerca del cable se desvía, apuntando en dirección perpendicular al cable.
Al circular la corriente, los electrones que la componen colisionan con los átomos
del conductor y ceden energía, que aparece en forma de calor. La cantidad de
energía desprendida en un circuito eléctrico se mide en joules. La potencia
consumida se mide en watts; 1 watt equivale a 1 joule por segundo. La potencia P
consumida por un circuito determinado puede calcularse a partir de la expresión P =
× I, o la que se obtiene al aplicar a ésta la ley de Ohm: P = I2 × R. También se
consume potencia en la producción de trabajo mecánico, en la emisión de radiación
electromagnética como luz u ondas de radio y en la descomposición química. or su
interior y sólo permanece cargado el lugar en donde se depositó la carga
neta. Otros, por el contrario,. En condiciones ordinarias se comportan
como malos conductores, pero desde un punto de vista físico su interés
radica en que se pueden alterar sus propiedades conductoras con cierta
facilidad mejorando prodigiosamente su conductividad, ya se
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