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Electricidad y electrónica




Enviado por Pablo Turmero



  1. Definición
    de electricidad
  2. Tipos corriente
    eléctrica
  3. Magnitudes
    eléctricas
  4. Actividades
  5. Ley de
    Ohm
  6. Potencia
    eléctrica
  7. Cálculo de
    circuitos
  8. Instrumentos de
    medida
  9. Componentes
    electrónicos

Definición
de electricidad

La corriente eléctrica o
electricidad es la circulación de electrones libres
a través de un conductor

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Tipos corriente
eléctrica

  • Corriente continua: los electrones se mueven
    siempre en el mismo sentido y con idéntica intensidad.
    Es la que suministran las pilas, baterías y
    dinamos.

  • Corriente alterna: los electrones cambian
    periódicamente el sentido de circulación y no
    circulan siempre con igual intensidad. Es la más
    empleada y es la que recibimos en nuestras casas

Magnitudes
eléctricas

Las magnitudes fundamentales de la corriente
eléctrica son:

  • Voltaje

  • Intensidad

  • Resistencia

  • VOLTAJE

Al voltaje también se le llama tensión o
diferencia de potencial.

La cantidad de energía que una pila es capaz de
proporcionar a cada electrón viene expresada por su
voltaje o tensión y se mide en voltios (V).
Esta tensión de la pila se reparte entre los distintos
elementos del circuito.

  • INTENSIDAD

La intensidad se define como la carga o
número de electrones que atraviesan la sección de
un conductor en un segundo. La intensidad de una corriente
eléctrica se mide en amperios (A).

  • RESISTENCIA

Es la mayor o menor facilidad que ofrece un elemento
para transportar la corriente eléctrica. La resistencia
eléctrica se mide en ohmios (?).

Las resistencias en los circuitos pueden estar montadas
en serie, paralelo o de forma mixta.

  • Conexión en serie: Cuando están
    montadas en serie, la resistencia total o equivalente es la
    suma de todas las resistencias.

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  • Conexión en paralelo: Cuando
    están montadas en paralelo, se utiliza la siguiente
    expresión para calcular la RT:

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Cuando tenemos solamente dos resistencias en paralelo
utilizamos la siguiente expresión:

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  • Conexión mixta: Las resistencias
    están montadas de forma mixta cuando las resistencias
    están montadas en serie y en paralelo en un mismo
    circuito.

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Actividades

  • Halla el valor de la resistencia
    equivalente:

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  • Calcula la resistencia total o equivalente de las
    siguientes asociaciones de resistencias y dibuja los
    sucesivos circuitos a medida que se va
    simplificado.

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Ley de
Ohm

Ley de Ohm : "La resistencia que ofrece un conductor al
paso de la corriente es directamente proporcional a la
tensión aplicada en sus extremos e inversamente
proporcional a la intensidad de la corriente que los
atraviesa."

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Ejemplos:

  • A) En un circuito formado por una pila de 4,5 V
    y una bombilla con una resistencia de 9?.

¿Cuál será la intensidad que
circula por la bombilla? Dibuja el esquema.

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ACTIVIDADES:

  • Calcula el parámetro que hace falta en cada
    uno de los siguientes circuitos:

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  • Calcula la resistencia de una plancha sabiendo que,
    al conectarla a 220 V, circula una intensidad de
    5A.

  • Calcula el parámetro que hace falta en cada
    uno de los siguientes circuitos:

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Potencia
eléctrica

En física, es la cantidad de trabajo
o energía que es capaz de realizar una corriente
eléctrica en un tiempo determinado. Se representa por la
letra P y se mide en vatios (w).

Se calcula con la siguiente
expresión:

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La potencia eléctrica que consume un
aparato eléctrico se calcula de la siguiente
forma:

P = V x I

ACTIVIDADES:

  • Indica cuánto maraca el voltímetro de
    la lámpara B en el circuito. ¿Qué
    potencia consume esa lámpara? Calcula también
    la potencia que consume la lámpara A y la potencia
    generada por la pila.

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  • Calcula la potencia generada por las pilas del
    ejercicio 5.

  • Una tostadora de pan está conectada a la
    tensión de 220 V y tiene una resistencia
    eléctrica de 90 ?. Determina:

  • La potencia eléctrica de la
    tostadora.

  • La energía eléctrica consumida si
    está en funcionamiento durante un minuto.

  • Una lámpara está conectada a la
    tensión de red de 220V durante 30 minutos. Si la
    intensidad de corriente que circula por el filamento de la
    lámpara es de 2 A, determina la cantidad de
    energía consumida.

Cálculo de
circuitos

  • CARACTERÍSTICAS DE UN CIRCUITO EN
    SERIE

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PASOS PARA CALCULAR:

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ACTIVIDADES:

  • Calcula todas las intensidades y todos los voltajes
    del siguiente circuito:

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PASOS PARA CALCULAR:

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ACTIVIDADES:

  • Calcula todas las intensidades y todos los voltajes
    del siguiente circuito:

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  • Calcula: RT, IT, todas las intensidades, todos los
    voltajes y potencias de los siguientes circuitos:

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  • CARACTERÍSTICAS DE UN CIRCUITO
    MIXTO

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ACTIVIDADES:

  • Calcula todas las intensidades y todos los voltajes
    del siguiente circuito:

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  • Calcula todas las tensiones e intensidades de los
    siguientes circuitos:

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Instrumentos de
medida

  • VOLTÍMETRO

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Para medir el voltaje o tensión eléctrica
entre dos puntos de un circuito se utiliza el
voltímetro.

Esta formado por una bobina de hilo muy fino y gran
longitud, para que oponga mucha resistencia y pase poca
intensidad.

Se conecta en paralelo en los extremos del elemento cuya
tensión queremos medir

  • INTENSIDAD

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Para medir la intensidad de corriente se utiliza el
amperímetro.

Esta formado por una bobina de hilo muy grueso y
pequeña longitud, para que oponga poca resistencia y pase
toda la intensidad.

Se conecta en serie con la corriente que queremos
medir.

  • RESISTENCIA

Para medir una resistencia se usa el
ohmímetro, que se conecta en las terminales de la
misma, siendo condición imprescindible que no haya
tensión.

  • POLÍMETRO

En la actualidad todos estos aparatos y otros más
se encuentran en uno sólo conocido con el nombre de
polímetro. También se le conoce con el
nombre de Tester o Multímetro.

Existen dos tipos de polímetros, los
analógicos y los digitales. En los últimos
años los digitales se han extendido mucho más
llegando a ser casi los únicos que se utilizan hoy en
día.

Como puede observarse este polímetro consta de
dos voltímetros, dos amperímetros, un
óhmimetro y un apartado para calcular la hfe de los
transistores.

Para realizar una medida debemos seguir siempre los
siguientes pasos:

1.- Seleccionar la parte en la que queremos realizar la
medición (Voltímetro, Amperímetro,
Óhmimetro).

2.- Comprobar que las puntas están en los
terminales correctos, en caso contrario colocarlas.

Es muy importante fijarse bien en el conexionado de las
puntas, si se conectan unas puntas en un terminal equivocado se
puede destruir el polímetro.

El terminal negro siempre se conecta en el común
y el rojo es que se conecta en V/ O para resistencias y voltajes,
o en 2A o 10A para intensidades que alcanzan como valor
máximo 2 o 10 Amperios.

3.- Seleccionar el valor más alto de la escala
que queremos medir, con el selector.

4.- Conectar las puntas en el lugar adecuado del
circuito o resistencia.

5.- Mover el selector bajando de escala
hasta que la lectura sea posible en el display.

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ACTIVIDADES:

  • ¿Qué intensidad circula por los
    siguientes circuitos?

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  • Determina los valores de las resistencias en los
    siguientes circuitos.

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  • Calcula qué valores marcarán los
    amperímetros y voltímetros de los siguientes
    circuitos:

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  • Calcula: RT, VT, IT, PT, I1 ,I2 ,I3 ,V1 ,V2 , V3,
    P1, P2 y P3

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  • En el circuito de la figura siguiente se ha
    sustituido la resistencia R por otras dos montadas de forma
    diferente:

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Se pide:

a) Calcula el valor de las resistencias R2 y R4
para que la intensidad I tenga el mismo valor en los tres
circuitos.

b) Calcula el valor de las intensidades I3 e
I4.

Componentes
electrónicos

  • RESISTENCIAS

Son componentes que ofrecen cierta oposición al
paso de la corriente, y produce una caída de
tensión entre sus terminales.

Una característica muy importante de una
resistencia es su valor y su tolerancia, es decir la magnitud
ohmica de la resistencia, o valor y los límites
entre los que se puede mover la intensidad para no quemar la
resistencia, o tolerancia.

  • RESITENCIA FIJA

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Código de colores

Para conocer el valor de una resistencia se pintan sobre
ellas unas bandas de colores normalizadas.

Las resistencias utilizadas corrientemente tienen cuatro
bandas de colores:

  • 1ª banda. Indica la primera cifra del valor en
    ohmios.

  • 2ª banda. Indica la segunda cifra del valor en
    ohmios.

  • 3ª banda. Es un multiplicador, es decir, una
    potencia de 10 por la que hay que multiplicar el
    número que indican las dos primeras bandas.

  • 4ª banda. Indica la tolerancia de la
    resistencia.

Color b

1ª Banda

2ª Banda

3ª Banda

4ª Banda

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  • RESISTENCIA VARIABLE O
    POTENCIÓMETRO

Es una resistencia cuyo valor se puede modificar
moviendo un contacto, sobre un elemento resistivo. Al mover el
contacto, el potenciómetro tendrá mayor o menor
resistencia.

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ACTIVIDADES:

  • A partir del código de colores, indica el
    valor de las siguientes resistencias:

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  • ¿Cuál será la resistencia
    equivalente de todos los elementos representados en el
    siguiente circuito?

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  • Dibuja una resistencia comercial con el
    código de colores correspondiente sabiendo que su
    valor óhmico es 250 ? y su tolerancia ±
    5%

  • RESISTENCIAS QUE DEPENDEN DE UN PARÁMETRO
    FÍSICO

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  • CONDENSADOR

Los condensadores son como pequeñas
baterías recargables, capaces de almacenar y descargar una
pequeña cantidad de energía
eléctrica.

La propiedad de los condensadores de acumular cargas
eléctricas se llama capacidad, a mayor capacidad
más electricidad podrá acumular.

La unidad de capacidad es el faradio (F), siendo sus
submultiplos el mF, µF y pF los más
usados.

Un condensador está formado por dos
láminas metálicas planas y paralelas denominadas
armaduras, separadas entre si por un material aislante
llamado dieléctrico.

Su símbolo es:

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Funcionamiento Al aplicar una tensión
entre las armaduras se produce un movimiento de cargas
eléctricas de una armadura a otra a través del
dieléctrico, y el condensador se carga.

  • DIODO

Un diodo es un componente electrónico fabricado
con un material semiconductor que permite el paso de corriente
eléctrica en un solo sentido.

Está formado por la unión de dos cristales
semiconductores (silicio o germanio, generalmente), uno de tipo N
(no pasa), llamado cátodo (polo -) y otro de tipo P
(pasa), llamado ánodo (polo +).

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Un LED (diodo emisor de luz) es un tipo especial
de diodo. Emite luz cuando pasa la corriente por él. Se
emplea en muchos aparatos para saber si el aparato está o
no en funcionamiento.

Su símbolo es:

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ACTIVIDADES:

  • ¿Por qué no debes tocar los terminales
    de un condensador?

  • Indica si se encienden o no las lámparas y di
    por qué.

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  • TRANSISTOR

El transistor es otro componente electrónico
formado por materiales semiconductores. Su símbolo es el
siguiente:

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Los transistores tienen tres patillas que se
corresponden con las tres partes de su interior:

  • Base (B): Controla el flujo de electrones

  • Colector (C): Recoge los electrones

  • Emisor (E): Emite electrones

Los electrones solo pueden pasar del colector al emisor
si entra corriente por la base. De esta manera un transistor
puede funcionar como interruptor:

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En el primer circuito la bombilla se enciende porque
entra una pequeña corriente por la base.

En el segundo no se enciende porque la corriente no
entra por la base.

ACTIVIDADES:

  • Utilizando el código de colores, calcular el
    valor de 5 resistencias reales y su tolerancia. Realizar la
    misma medida con el polímetro y comprobar que son
    similares.

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  • ¿Qué nombre reciben los tres
    terminales de un transistor?

  • Explica por qué la bombilla 3 se enciende y
    otras no, en el siguiente circuito:

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  • Halla el valor de la resistencia
    equivalente:

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  • Calcula todas las intensidades y voltajes de los
    siguientes circuitos:

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  • Calcula: RT, VT, IT, PT, I1 ,I2 ,I3 ,V1 ,V2 , V3,
    P1, P2 y P3

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EJERCICIOS DE
AMPLIACIÓN

  • Calcula todas las intensidades, todos los voltajes y
    potencias del siguiente circuito:

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  • Calcula todas las intensidades, todos los voltajes y
    potencias de los siguientes circuitos:

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  • Di que voltaje marcarían los
    voltímetros del siguientes circuitos:

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  • ¿Cuál es la diferencia
    entre un potenciómetro y un reostato?

  • Un ventilador eléctrico tiene una resistencia
    interna de 30 ? y está conectada a la tensión
    de 220 V. Sabiendo que está en funcionamiento 3 horas,
    determina la energía consumida en este
    tiempo.

  • Una lavadora de 2000 W de potencia está
    conectada a una tensión de 220 V.
    Determina:

  • La intensidad de corriente que circula por
    ella.

  • La energía consumida durante dos horas de
    funcionamiento. El coste de la energía consumida si el
    precio del kilovatio-hora es de 10 céntimos de
    euro.

  • Si se duplica la tensión
    aplicada a un determinado receptor, ¿cómo se
    verá afectada su potencia eléctrica?

  • En el circuito de la figura, identifica
    los componentes a,b,c y d que lo forman. Sabiendo que las
    características de a son V=9V e I=0,1A y que el
    componente d no debe superar los 2V, ¿Qué debe
    hacerse con el componente c?

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  • Razona que tienen en común y en
    que se diferencian los circuitos eléctricos y los
    circuitos electrónicos.

  • Explica los estados posibles de
    funcionamiento de un transistor.

  • Determina el valor de la resistencia R,
    que se conecta en serie con un diodo LED, sabiendo que la
    corriente que circula por este es de 20 mA y la
    tensión entre sus extremos es de 2 V. La fuente de
    tensión del circuito es una pila de 9 V.

Determina también el código
de colores de la resistencia R, si su tolerancia es del
5%.

Realiza el esquema del circuito.

 

 

Autor:

Enviado por:

Pablo Turmero

 

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