TECNOLOGÍA-ROBÓTICA
1. Electricidad
sesión 2
¿Qué es la electricidad?
Conjunto de fenómenos físicos relacionados con la
presencia y flujo de cargas eléctricas
¿Qué vamos a aprender
en esta unidad?
• ¿Cómo se genera electricidad?
• ¿Cuántos tipos de corriente
hay?
• ¿Cómo conectar los elementos
de un circuito para que
funcionen pero no se quemen ni
se fundan?
• ¿Cómo se mide la corriente?
• ¿Qué aplicaciones tiene la
electricidad?
¿Qué material conduce la electricidad?
¿Cuál puede servir para aislar?
¿De qué está compuesta la materia?
• Cuando dos cuerpos tienen distinto número de electrones
se dice que que entre ellos hay diferencia de potencial:
tensión eléctrica o voltaje.
• Cuando se conectan ambos cuerpos se trata de
compensar la diferencia de potencial y se produce un
movimiento de cargas de un cuerpo a otro: la corriente
eléctrica.
• Al representar la corriente eléctrica por convenio se asigna
el signo contrario al desplazamiento de los electrones.
Concepto de corriente eléctrica y diferencia de potencial
Corriente eléctrica
Tipos de corriente eléctrica
• Electrones se mueven en un
mismo sentido, del polo
negativo al polo positivo que
los atrae.
• La energía necesaria para
que se muevan electrones es
generada por pilas y baterías
• Voltajes pequeños (las que
usaremos)
Tipos de corriente eléctrica
• Electrones se mueven en un
mismo sentido, del polo
negativo al polo positivo que
los atrae.
• La energía necesaria para
que se muevan electrones es
generada por pilas y baterías
• Voltajes pequeños (las que
usaremos)
• Electrones cambian de
sentido (alternan) una y otra
vez
• Se genera mediante un
alternador
• Voltajes muy altos (viviendas:
iluminación, tv, lavadora, etc)
Tipos de corriente eléctrica
Parámetros de una corriente eléctrica
Se define como la cantidad de corriente (carga) que
atraviesa la sección de un conductor por unidad de
tiempo:
I = Q/T
Intensidad (amperios)= carga (culombios) / tiempo (segundos)
1A= 1C / 1s (1C=6,24x1018e)
La intensidad se mide con un amperímetro que se dispone
en serie con los elementos del circuito.
Intensidad
Parámetros de una corriente eléctrica
Se define como la dificultad que opone un conductor al
paso de la corriente eléctrica. Depende de la longitud y de
la sección del conductor así como de la resistividad del
conductor (resistencia específica):
R = L/S · ρ
La resistencia (R) se mide en ohmios (Ω) y es directamente proporcional a la
longitud (L) e inversamente proporcional a la sección (S). Este cociente se
multiplica por la resistividad propia del conductor (ρ).
Resistencia
Parámetros de una corriente eléctrica
Es la diferencia de energía existente entre dos puntos de
un circuito eléctrico imprescindible para que se produzca
un movimiento (flujo) de electrones entre ambos.
Se designa por la letra V y se mide en voltios (V), la energía (E) se mide en julios (J)
y la carga (Q) se mide en culombios (C)
La diferencia de potencial (ddp) también llamada tensión o
voltaje se mide con el voltímetro que se dispone en paralelo
con los elementos del circuito.
Diferencia de potencial
Parámetros de una corriente eléctrica
Tensión eléctrica (V)
• Aparato: voltímetro
• Unidad: voltio
Intensidad de corriente (I)
• Aparato: amperímetro
• Unidad: amperios
Resistencia (R)
• Aparato: óhmetro
• Unidad: ohmios
1. Concepto de corriente eléctrica. Señalar qué
tienen en común y en qué se diferencian la corriente
continua y la corriente alterna.
2. Una bombilla tiene grabados los siguientes
datos: 100W; 220V. Calcular la resistencia que
tiene el filamento de la misma.
Actividades
Parámetros de una corriente eléctrica
A la combinación de intensidad y voltaje en una corriente
eléctrica se le denomina Potencia y expresa la capacidad
de la corriente eléctrica de producir un efecto.
P = V · I
La potencia se mide en vatios (watt - W) y responde al producto de la intensidad
por la resistencia:
El efecto de una corriente eléctrica surge de la combinación de
voltaje e intensidad. Un solo electrón no produce efecto por mucho
voltaje que posea, así como una gran cantidad de electrones no son
efectivos si su voltaje es muy pequeño.
Potencia
Pero… ¿para qué usamos la
electricidad?
Pero… ¿para qué usamos la
electricidad?
• El ser humano es prácticamente el único ser vivo que
realiza a su antojo transformaciones de energía. Una de las
transformaciones más utilizadas es la que consigue obtener
otras energías a partir de la energía eléctrica (luz, calor,
movimiento de un motor, etc).
• Para transformar la electricidad utilizamos dispositivos que,
utilizando el voltaje de una corriente eléctrica, producen
otros tipos de energía. Dado que la energía no se puede
crear, solo transformar, es importante entender que cuando
una corriente eléctrica produce un efecto (por ejemplo luz)
ve reducido su voltaje (los electrones reducen su energía
para convertirla en otro tipo de energía). Los dispositivos
que reducen el voltaje para producir otro tipo de energía se
denominan resistencias eléctricas. Una bombilla, por
ejemplo, produce luz y calor al reducir el voltaje.
• Las resistencias eléctricas tienen un valor resistivo (se
puede medir el valor con el que se oponen al paso de una
corriente eléctrica). El valor de una resistencia se mide en
ohmnios (Ω). A mayor valor de una resistencia, más voltaje
necesitaremos para que la corriente eléctrica pueda
atravesarla.
¿Influye la intensidad?
¿Influye la intensidad?
• Por supuesto. Vamos a explicarlo con un ejemplo.
Supongamos que la resistencia es un obstáculo en
un pasillo y nosotros somos electrones. El obstáculo
(resistencia) tiene una cierta altura y para
atravesarlo tenemos que correr y saltar bastante. Si
somos pocos electrones no hay mucha posibilidad
de que entre nosotros nos estorbemos o
tropecemos y pasaremos la resistencia sin
problemas. En cambio, si nos agrupamos muchos
electrones y tratamos de saltar el obstáculo, existe
mayor posibilidad de que nos estorbemos y
fracasemos.
• Este efecto es muy similar al que ocurre cuando una
corriente eléctrica atraviesa una resistencia, a mayor
intensidad eléctrica (mayor cantidad de electrones)
más difícil es que la corriente atraviese dicha
resistencia. Necesitaremos más voltaje para
conseguirlo.
Ley de Ohm
El efecto anteriormente explicado responde a una ley física que Georg
Simon Ohm enunció en 1827. Dicha ley establece el voltaje que debe
tener una corriente eléctrica para atravesar una resistencia en función
de la intensidad que posea la corriente eléctrica:
Recuerda que el voltaje se mide en voltios (V), la intensidad en amperios (A) y la
resistencia en ohmnios (Ω).
Si tenemos una corriente de 0,5 amperios y una resistencia de 100 ohmnios:
0,5 A · 100 Ω = 50 V
Por lo que necesitaremos 50 voltios para poder atravesar la resistencia o, dicho
de otra forma, la resistencia consume 50 voltios.
3. Anotar las distintas expresiones matemáticas de la ley de Ohm indicando
el nombre de los parámetros que en ellas aparecen, describiendo el
significado de dichos parámetros e indicando las unidades en que se miden.
4. Por la resistencia de una estufa circula una corriente de 4,5 A de
intensidad cuando está enchufada a la red (220 V). Calcular:
a. La potencia de la estufa.
b. Su resistencia.
c. La energía consumida (J y Kwh) si permanece encendida 1,5 h.
5. En el cargador de un móvil viene marcada la inscripción 230 V-25 mA (1
mA = 0,001 A).
a) Calcula su potencia en vatios.
b) Si lo pones a cargar todas las noches durante8 horas, ¿cuánta
energía consume, en kWh, al año?
c) Si el coste es de 0,08 €/kWh, ¿cuánto cuesta cargarlo durante todo
un año?
Actividades

Tema 1. Electricidad

  • 1.
  • 2.
    ¿Qué es laelectricidad? Conjunto de fenómenos físicos relacionados con la presencia y flujo de cargas eléctricas
  • 3.
    ¿Qué vamos aaprender en esta unidad? • ¿Cómo se genera electricidad? • ¿Cuántos tipos de corriente hay? • ¿Cómo conectar los elementos de un circuito para que funcionen pero no se quemen ni se fundan? • ¿Cómo se mide la corriente? • ¿Qué aplicaciones tiene la electricidad?
  • 4.
    ¿Qué material conducela electricidad? ¿Cuál puede servir para aislar?
  • 5.
    ¿De qué estácompuesta la materia?
  • 6.
    • Cuando doscuerpos tienen distinto número de electrones se dice que que entre ellos hay diferencia de potencial: tensión eléctrica o voltaje. • Cuando se conectan ambos cuerpos se trata de compensar la diferencia de potencial y se produce un movimiento de cargas de un cuerpo a otro: la corriente eléctrica. • Al representar la corriente eléctrica por convenio se asigna el signo contrario al desplazamiento de los electrones. Concepto de corriente eléctrica y diferencia de potencial
  • 7.
  • 8.
  • 9.
    • Electrones semueven en un mismo sentido, del polo negativo al polo positivo que los atrae. • La energía necesaria para que se muevan electrones es generada por pilas y baterías • Voltajes pequeños (las que usaremos) Tipos de corriente eléctrica
  • 10.
    • Electrones semueven en un mismo sentido, del polo negativo al polo positivo que los atrae. • La energía necesaria para que se muevan electrones es generada por pilas y baterías • Voltajes pequeños (las que usaremos) • Electrones cambian de sentido (alternan) una y otra vez • Se genera mediante un alternador • Voltajes muy altos (viviendas: iluminación, tv, lavadora, etc) Tipos de corriente eléctrica
  • 11.
    Parámetros de unacorriente eléctrica Se define como la cantidad de corriente (carga) que atraviesa la sección de un conductor por unidad de tiempo: I = Q/T Intensidad (amperios)= carga (culombios) / tiempo (segundos) 1A= 1C / 1s (1C=6,24x1018e) La intensidad se mide con un amperímetro que se dispone en serie con los elementos del circuito. Intensidad
  • 12.
    Parámetros de unacorriente eléctrica Se define como la dificultad que opone un conductor al paso de la corriente eléctrica. Depende de la longitud y de la sección del conductor así como de la resistividad del conductor (resistencia específica): R = L/S · ρ La resistencia (R) se mide en ohmios (Ω) y es directamente proporcional a la longitud (L) e inversamente proporcional a la sección (S). Este cociente se multiplica por la resistividad propia del conductor (ρ). Resistencia
  • 13.
    Parámetros de unacorriente eléctrica Es la diferencia de energía existente entre dos puntos de un circuito eléctrico imprescindible para que se produzca un movimiento (flujo) de electrones entre ambos. Se designa por la letra V y se mide en voltios (V), la energía (E) se mide en julios (J) y la carga (Q) se mide en culombios (C) La diferencia de potencial (ddp) también llamada tensión o voltaje se mide con el voltímetro que se dispone en paralelo con los elementos del circuito. Diferencia de potencial
  • 14.
    Parámetros de unacorriente eléctrica Tensión eléctrica (V) • Aparato: voltímetro • Unidad: voltio Intensidad de corriente (I) • Aparato: amperímetro • Unidad: amperios Resistencia (R) • Aparato: óhmetro • Unidad: ohmios
  • 15.
    1. Concepto decorriente eléctrica. Señalar qué tienen en común y en qué se diferencian la corriente continua y la corriente alterna. 2. Una bombilla tiene grabados los siguientes datos: 100W; 220V. Calcular la resistencia que tiene el filamento de la misma. Actividades
  • 16.
    Parámetros de unacorriente eléctrica A la combinación de intensidad y voltaje en una corriente eléctrica se le denomina Potencia y expresa la capacidad de la corriente eléctrica de producir un efecto. P = V · I La potencia se mide en vatios (watt - W) y responde al producto de la intensidad por la resistencia: El efecto de una corriente eléctrica surge de la combinación de voltaje e intensidad. Un solo electrón no produce efecto por mucho voltaje que posea, así como una gran cantidad de electrones no son efectivos si su voltaje es muy pequeño. Potencia
  • 17.
    Pero… ¿para quéusamos la electricidad?
  • 18.
    Pero… ¿para quéusamos la electricidad? • El ser humano es prácticamente el único ser vivo que realiza a su antojo transformaciones de energía. Una de las transformaciones más utilizadas es la que consigue obtener otras energías a partir de la energía eléctrica (luz, calor, movimiento de un motor, etc). • Para transformar la electricidad utilizamos dispositivos que, utilizando el voltaje de una corriente eléctrica, producen otros tipos de energía. Dado que la energía no se puede crear, solo transformar, es importante entender que cuando una corriente eléctrica produce un efecto (por ejemplo luz) ve reducido su voltaje (los electrones reducen su energía para convertirla en otro tipo de energía). Los dispositivos que reducen el voltaje para producir otro tipo de energía se denominan resistencias eléctricas. Una bombilla, por ejemplo, produce luz y calor al reducir el voltaje. • Las resistencias eléctricas tienen un valor resistivo (se puede medir el valor con el que se oponen al paso de una corriente eléctrica). El valor de una resistencia se mide en ohmnios (Ω). A mayor valor de una resistencia, más voltaje necesitaremos para que la corriente eléctrica pueda atravesarla.
  • 19.
  • 20.
    ¿Influye la intensidad? •Por supuesto. Vamos a explicarlo con un ejemplo. Supongamos que la resistencia es un obstáculo en un pasillo y nosotros somos electrones. El obstáculo (resistencia) tiene una cierta altura y para atravesarlo tenemos que correr y saltar bastante. Si somos pocos electrones no hay mucha posibilidad de que entre nosotros nos estorbemos o tropecemos y pasaremos la resistencia sin problemas. En cambio, si nos agrupamos muchos electrones y tratamos de saltar el obstáculo, existe mayor posibilidad de que nos estorbemos y fracasemos. • Este efecto es muy similar al que ocurre cuando una corriente eléctrica atraviesa una resistencia, a mayor intensidad eléctrica (mayor cantidad de electrones) más difícil es que la corriente atraviese dicha resistencia. Necesitaremos más voltaje para conseguirlo.
  • 21.
    Ley de Ohm Elefecto anteriormente explicado responde a una ley física que Georg Simon Ohm enunció en 1827. Dicha ley establece el voltaje que debe tener una corriente eléctrica para atravesar una resistencia en función de la intensidad que posea la corriente eléctrica: Recuerda que el voltaje se mide en voltios (V), la intensidad en amperios (A) y la resistencia en ohmnios (Ω). Si tenemos una corriente de 0,5 amperios y una resistencia de 100 ohmnios: 0,5 A · 100 Ω = 50 V Por lo que necesitaremos 50 voltios para poder atravesar la resistencia o, dicho de otra forma, la resistencia consume 50 voltios.
  • 22.
    3. Anotar lasdistintas expresiones matemáticas de la ley de Ohm indicando el nombre de los parámetros que en ellas aparecen, describiendo el significado de dichos parámetros e indicando las unidades en que se miden. 4. Por la resistencia de una estufa circula una corriente de 4,5 A de intensidad cuando está enchufada a la red (220 V). Calcular: a. La potencia de la estufa. b. Su resistencia. c. La energía consumida (J y Kwh) si permanece encendida 1,5 h. 5. En el cargador de un móvil viene marcada la inscripción 230 V-25 mA (1 mA = 0,001 A). a) Calcula su potencia en vatios. b) Si lo pones a cargar todas las noches durante8 horas, ¿cuánta energía consume, en kWh, al año? c) Si el coste es de 0,08 €/kWh, ¿cuánto cuesta cargarlo durante todo un año? Actividades