La Electricidad

1. Cualquier porción de materia está formada por partículas llamadas átomos. Los átomos están formados por tres tipos de partículas. Protones, neutrones y electrones. Los protones y neutrones están fijos en la parte central del átomo, el núcleo. Protones y neutrones no pueden abandonar el núcleo (salvo en una reacción nuclear).

1.1. Los electrones se mueven en una parte exterior al núcleo que llamaremos corteza. En algunos materiales, algunos de los electrones de sus átomos no están fijos en los átomos, se mueven a través del material que los contiene.

2. RECEPTORES Elementos que transforman la energía de los electrones (energía eléctrica) en otros tipos de energía. Según como sea ese tipo de energía obtenida tenemos varios tipos de receptores:

2.1. Bombillas: Transforman la energía de los electrones en luz. Se hace circular los electrones a través de un filamento especial que al paso de la corriente se calienta tanto que da luz. Ese filamento está protegido dentro de una ampolla y en su interior hay vacío o un gas especial. La bombilla se conecta al circuito a través de una parte metálica, normalmente de rosca que se llama casquillo.

2.1.1. - Resistencias: Transforman la energía de los electrones en calor. Al moverse los electrones a través de una resistencia ceden su energía, aumentando la temperatura de la resistencia. - Motores: Transforman la energía de los electrones en movimiento. Normalmente el movimiento obtenido es el giro de un eje. Ese giro se puede transformar en otros tipos de movimientos a través de mecanismos como los estudiados en el tema anterior.

3. CONDUCTORES Camino por el que circulan los electrones. Normalmente están formados por hilos o cables metálicos que unen las diferentes partes del circuito. Los conductores de una instalación corriente están formados por un hilo (o unos hilos trenzados) de cobre recubierto por una capa de plástico.

4. Intensidad Imagina que tienes que describir la cantidad de coches que pasan por un punto concreto de una carretera. No será suficiente con contar el número de vehículos que pasan por ese punto. Habrá que dividir ese número por el tiempo que has estado realizando la medida. Así por ejemplo si han pasado por el punto diez coches en cinco segundos obtendrías un valor de dos coches por segundo. Ese valor sería el que representa la intensidad de tráfico por el punto estudiado.

4.1. En el caso de la electricidad ocurre algo muy parecido. Los electrones se mueven a través del conductor (el cable) que los contiene. Si queremos describir cuantos electrones están pasando por un punto en concreto del conductor no habrá más que “contar” cuantos electrones han pasado y dividir ese valor por el tiempo que se ha estado realizando la medida. El valor así obtenido se llama INTENSIDAD DE CORRIENTE.

5. Circuito eléctrico Conjunto de elementos unidos entre sí que permiten circular a los electrones. En ellos la corriente eléctrica sale de un punto de partida, recorre un camino cerrado y vuelve al mismo lugar. En los circuitos eléctricos habrá siempre elementos de cuatro tipos:

5.1. Generadores: Elementos que aportan energía a los electrones, esta energía es la que les permite moverse. • Receptores: Elementos que transforman la energía de los electrones (energía eléctrica) en otros tipos de energía: Calor, luz, movimiento. • Conductores: Camino por el que circulan los electrones, conectan los distintos generadores y receptores del circuito. Junto a estos normalmente también existirán los: • Elementos de control: Elementos que permiten controlar el comportamiento del circuito.

6. GENERADORES Elementos que proporcionan energía a los electrones que van a moverse por el circuito. . Es decir transforman alguna forma de energía en energía eléctrica. La energía que el generador comunica a cada unidad de carga eléctrica que recorre el conductor se denomina fuerza electromotriz, se mide en una unidad llamada voltio. Hay muchos tipos de generadores. Este año estudiaremos dos de ellos:

6.1. Pilas : Sistema en el que tiene lugar una reacción química que libera energía. Esa energía se comunica a los electrones lo cual les permite moverse.

6.1.1. Fuentes de alimentación : La corriente eléctrica que llega de la red tiene 220V y es de un tipo llamado alterno, normalmente los aparatos que utilizamos en casa y en el taller no pueden funcionar con ese tipo de corriente. Las fuentes de alimentación son sistemas que transforman las propiedades de la corriente eléctrica de la red en otras más adecuadas nuestras necesidades.

7. ELEMENTOS DE CONTROL Para que un circuito eléctrico funcione es necesario que los electrones que salen del generador puedan recorrer un camino definido y volver al generador. Cuando ocurre esto decimos que el CIRCUITO está CERRADO. Si rompemos ese camino de cualquier forma, los electrones no pueden recorrer su camino, la corriente eléctrica desaparece, se dice que el CIRCUITO está ABIERTO Los elementos de control son elementos que nos van a permitir manejar el circuito, abrirlo y cerrarlo. Hay muchos tipos, entre ellos tenemos:

7.1. Interruptores: Elemento que se utiliza para interrumpir el paso de corriente eléctrica. Se instala en los cables conductores. Tienen dos posiciones, cuando se activa una cierran el circuito y cuando se activa la otra lo abren. - Pulsadores: Cierran el circuito cuando se pulsan, al dejar de pulsar lo abren de nuevo.

8. La intensidad de corriente puede medirse directamente. Para ello se emplea un aparato llamado amperímetro. El amperímetro se debe instalar de tal modo que toda la corriente pase por él. Más adelante veremos que ese tipo de conexión se conoce como conexión es serie.

8.1. La diferencia de potencial se mide utilizando un aparato llamado voltímetro. Los terminales del voltímetro han de conectarse, sin abrir el circuito, a los dos puntos entre los cuales quiere medirse la diferencia de potencial. Más adelante veremos que ese tipo de conexión se conoce como conexión es paralelo.

9. Resistencia En el apartado anterior hemos visto que si para mover un objeto era preciso comunicarle energía (en nuestro caso por medio de un empujón). El móvil rozaba con el suelo, esto hacía que poco a poco fuera perdiendo energía y si no le dábamos nuevos empujones terminaba por detenerse. En un circuito eléctrico ocurre algo parecido. Los elementos a través de los cuales pasan los electrones actúan de forma similar al suelo. Los electrones “rozan” con ellos comunicándoles parte de la energía que les ha transmitido el generador.

9.1. Factores que influyen en la resistencia La resistencia de un conductor depende de tres factores: - Longitud: Cuanto mayor sea la longitud del conductor que deben recorrer los electrones, mayor será la dificultad que tienen para atravesarlo. - Sección: Cuanto menor sea la sección del conductor que deben recorrer los electrones, mayor será la dificultad que tiene tienen para atravesarlo., - Tipo de material: La oposición dependerá de la estructura interna del material a atravesar. Esa oposición se mide por medio de una propiedad del material que llamaremos resistividad (ρ) (se lee ro).