9/5/10

LOS CIRCUITOS ELÉCTRICOS Y LA ELECTRICIDAD

GUÍA DE ESTUDIO #4 CIRCUITOS ELECTRICOS

La electricidad
La electricidad o corriente eléctrica es el desplazamiento de electrones desde una carga negativa hacia una carga positiva exterior.

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1 >> Composición de los materiales
Todos los materiales que existen en la naturaleza están constituidos por átomos. Si pudiéramos reducir un material a partes pequeñísimas, estas partes serian los átomos, tan pequeños que nunca conseguiríamos verlos, ni siquiera con un microscopio.

1.1 > Estructura del átomo
El átomo es una parte extraordinariamente pequeña de cualquier material, pero aun así se pueden identificar en el unas partículas aun mas pequeñas.

Estas partículas son los protones, los neutrones y los electrones. Algunos libros de química comparan la estructura interna del átomo con el sistema solar. En el centro del átomo se encuentra el núcleo, como el Sol en el sistema solar, y rodeándolo están los electrones que van dando vueltas a su alrededor, al igual que hacen los planetas.

El átomo esta constituido por una parte central, denominado núcleo, donde se encuentran los protones y los neutrones. A su alrededor, y en continuo movimiento, se encuentran los electrones. A continuación, se detallan las características de cada una de estas partículas del átomo:

– Los protones tienen masa y carga eléctrica positiva. El número de protones de un elemento se denomina número atómico.
– Los neutrones tienen masa pero no tienen carga eléctrica.
– Los electrones no tienen masa, ya que esta es tan comparativamente pequeña que puede despreciarse, y tienen carga eléctrica negativa.

Un átomo tiene igual número de electrones y de protones. A este número se le denomina número atómico.

2 >> El electrón como conductor
El cobre presenta unas propiedades excelentes como contutor de electricidad, de ahí que los hilos conductores suelan fabricarse en este material. Se trata de un elemento formado por átomos cuya particularidad consiste en unirse entre si mediante enlaces metálicos.

3 >> Clasificación de los materiales
Dependiendo de su comportamiento eléctrico, es decir, de la facilidad que tengan los electrones para desplazarse por ellos, los materiales se clasifican en materiales conductores, materiales aislantes y materiales semiconductores.

– Los materiales conductores dejan pasar fácilmente la electricidad. Estos materiales tienen tendencia a ceder electrones (electrones libres), que serán atraídos por cargas eléctricas exteriores. Son ejemplos de elementos conductores el cobre, el oro, la plata, etc.
– Los materiales aislantes no dejan pasar la electricidad. Son aquellos elementos que no tienen electrones libres. Son materiales aislantes el plástico, la madera, el cristal, etc.
– Los materiales semiconductores dejan pasar la electricidad en determinadas condiciones. Estos materiales son la base de la electrónica y les dedicaremos un estudio detallado en la unidad 5 de este libro. Son ejemplos de materiales semiconductores el silicio y el germanio.

5 >> Tipos de corriente
La corriente puede ser alterna o continua. La corriente continua es aquella en la que un extremo del hilo conductor siempre tiene una carga positiva, por ejemplo una pila, mientras que la corriente alterna es aquella en la cual, en los extremos del hilo conductor van cambiando las cargas eléctricas exteriores en pequeñísimos intervalos de tiempo. La que tenemos en nuestras casas es corriente alterna.

6 >> Magnitudes eléctricas
Las magnitudes fundamentales que nos encontramos en un circuito eléctrico son la intensidad, el voltaje y la resistencia.

6.1 > Intensidad (I)
La intensidad es la velocidad a la que se desplazan los electrones a través del hilo conductor.
Se representa por una flecha paralela al hilo conductor y sobre ella la letra I. Su unidad es el amperio (A).

6.2 > Voltaje (V)
El voltaje es la magnitud que se encarga de mantener la diferencia de cargas positivas y negativas entre dos puntos de un circuito. Cuando dos puntos, entre los que existe una diferencia de cargas, se unen
Con un medio conductor, se produce un movimiento de electrones al trasladarse desde el punto con mayor carga negativa al punto con carga positiva. Esta corriente cesa cuando ambos puntos igualan sus cargas o cuando se interrumpe el circuito.
La unidad que mide el voltaje en el Sistema Internacional es el voltio (V).

6.3 > Resistencia (R)
La resistencia eléctrica es la magnitud que mide la dificultad que opone un material a ser atravesado por una corriente eléctrica. Se simboliza con: – o con.
Y se representa por la letra R, siendo su unidad el ohmio (Ω).

CIRCUITOS ELECTRICOS

Es tan común la aplicación del circuito eléctrico en nuestros días que tal vez no le damos la importancia que tiene. El automóvil, la televisión, la radio, el teléfono, la aspiradora, las computadoras entre muchos y otros son aparatos que requieren para su funcionamiento, de circuitos eléctricos simples, combinados y complejos.
Pero ¿qué es un circuito eléctrico? Se denomina así el camino que recorre una corriente eléctrica. Este recorrido se inicia en una de las terminales de una pila, pasa a través de un conducto eléctrico (cable de cobre), llega a una resistencia (foco), que consume parte de la energía eléctrica; continúa después por el conducto, llega a un interruptor y regresa a la otra terminal de la pila.
Los elementos básicos de un circuito eléctrico son: Un generador de corriente eléctrica, en este caso una pila; los conductores (cables o alambre), que llevan a corriente a una resistencia foco y posteriormente al interruptor, que es un dispositivo de control.
Todo circuito eléctrico requiere, para su funcionamiento, de una fuente de energía, en este caso, de una corriente eléctrica.
¿Qué es un interruptor o apagador? No es más que un dispositivo de control, que permite o impide el paso de la corriente eléctrica a través de un circuito, si éste está cerrado y que, cuando no lo hace, está abierto.
Existen otros dispositivos llamados fusibles, que pueden ser de diferentes tipos y capacidades. ¿Qué es un fusible? Es un dispositivo de protección tanto para ti como para el circuito eléctrico.
Sabemos que la energía eléctrica se puede transformar en energía calorífica. Hagamos una analogía, cuando hace ejercicio, tu cuerpo está en movimiento y empiezas a sudar, como consecuencia de que está sobrecalentado. Algo similar sucede con los conductores cuando circula por ellos una corriente eléctrica (movimiento de electrones) y el circuito se sobrecalienta.
Recuerda que cada circuito presenta Características Particulares. Obsérvalas, compáralas y obtén conclusiones sobre los circuitos eléctricos.
Los circuitos eléctricos pueden estar conectados en serie, en paralelo y de manera mixta, que es una combinación de estos dos últimos.

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