la energía eléctrica. 1.concepto de electricidad y carga 2.electricidad estática 3.corriente...
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La energíaeléctrica
1. Concepto de electricidad y carga
2. Electricidad estática3. Corriente eléctrica 3.1 Ley de Ohm 3.2 Corriente continua y
alterna
1. Concepto de electricidad y carga eléctrica
Desde tiempos antiguos se sabía que cuando ciertos objetos se frotaban adquirían una característica, que se llamó electricidad (elektron). Actualmente sabemos que la electricidad es una propiedad de la materia y que se genera por un desequilibrio entre las cargas.
+
1. Concepto de electricidad y carga eléctrica
+
++ -
-
-
-
+
átomo
Los átomos son eléctricamente neutros, pero están formados por partículas subatómicas cargadas, los protones (p+) y los electrones(e-)
La carga eléctrica es una magnitud que se mide en culombios (C).
Cp 1910.6,1 Ce 1910.6,1
-
1. Concepto de electricidad y carga eléctrica
++
++ -
-
-
-
+
anión
++
++ -
-
-
-
+
catión
PROTONES
ELECTRONES
CARGA NETA
ÁTOMO
5 6 -1
PROTONES
ELECTRONES
CARGA NETA
ÁTOMO
5 4 +1
--
1. Concepto de electricidad y carga eléctrica
Las cargas del mismo signo se repelen y las de signo contrario se atraen.
-
++
+
La fuerza con la que se atraen o se repelen dos cargas está determinada por la Ley de Coulomb
Fuerza (Newtons)
Carga(C)
Distancia(m)
ConstanteCoulomb
221
r
qqkF
1. Concepto de electricidad y carga eléctrica
Ejercicio Tipo 1
Calcular la fuerza con la que se atraen en el vacío un protón y un electrón, separados una distancia de 1m.
+ -
1 m
Cp 1910.6,1 Ce 1910.6,1
2
29 .
10.9C
mNkvacío
Nr
qqkF electrónprotón 28
2
19199
210.304,2
1
10.6,1.10.6,1.10.9
..
Nr
qqkF electrónprotón 22
2
19199
210.304,2
001,0
10.6,1.10.6,1.10.9
..
Todos los fenómenos eléctricos dependen de las propiedades y del comportamiento de las cargas eléctricas:
a.Fenómenos electrostáticos. Las cargas eléctricas permanecen en reposo.b.Fenómenos electrocinéticos (corriente eléctrica). Las cargas eléctricas están en movimiento.
1. Concepto de electricidad y carga eléctrica
La electricidad estática suele aparecer cuando dos objetos que conducen mal la electricidad rozan o friccionan entre sí.
Al hacerlo uno de ellos cede electrones al otro y ambos, inicialmente neutros, quedan cargados. Posteriormente los cuerpos se descargan apareciendo algunas veces la típica descarga asociada a la electricidad estática.
2. Electricidad estática
Al frotar dos materiales pasan electrones de uno a otro, ¿pero quién acepta electrones y quién los libera?.
Para ello se establece la denominada serie triboeléctrica
Cuando estos materiales se frotan uno contra el otro, el que está más arriba cede electrones y se carga
positivamente
¿Por qué notamos generalmente la electricidad estática en inviernos
secos?
2. Electricidad estática
Tu mano Vidrio Lana Seda Papel
Algodón Goma
Poliéster Plástico
PVC
3. Corriente eléctrica
La corriente eléctrica es el movimiento ordenado de electrones a través de un conductor.
Este movimiento de electrones es lo que se aprovecha en los circuitos eléctricos para producir ciertos efectos como el movimiento, calor o luz.
+--
3. Corriente eléctrica
Un circuito eléctrico está definido por:
Intensidad (I): cantidad de carga que circula por una sección del conductor por unidad de tiempo. Su unidad es el Amperio (A)
Diferencia de potencial (V): es el voltaje y sus unidades son los voltios (V)
Resistencia (R): la oposición que ejerce un material al paso de la corriente eléctrica y sus unidades son los ohmios (Ω)
t
qI
3. Corriente eléctrica
Las tres magnitudes que determinan la circulación de la corriente eléctrica en los circuitos eléctricos se relacionan a través de la Ley de Ohm.
Intensidad (Amperios)
Potencial (Voltios)
Resistencia (Ohmios)
La corriente eléctrica siempre circulará por aquel lugar con menor resistencia y mayor potencial.
R
VI
3. Corriente eléctrica
Ejercicio Tipo 2 aCalcular la intensidad del circuito de la figura.
+-
2 V
100Ω
AR
VI 02,0
100
2
3. Corriente eléctrica
Ejercicio Tipo 2 bCalcular la intensidad del circuito de la figura.
+-
2 V
AR
VI 01,0
200
2
100Ω 100Ω
Resistencias en serie
R = R1 + R2 =100+100 = 200 Ω
3. Corriente eléctrica
Ejercicio Tipo 2 cCalcular la intensidad del circuito de la figura.
+-
2 V
100Ω
AR
VI 04,0
50
2
100Ω
Resistencias en
paralelo
502
100
100
2
100
1
100
1111
21
R
RRR
3. Corriente eléctrica
La corriente eléctrica que hace funcionar a la linterna y a la lámpara tienen características
distintas.
La linterna obtiene la energía de una pila en forma de corriente continua (CC), mientras que la lámpara se enchufa a la red eléctrica y por tanto se trata de corriente alterna(CA).
3. Corriente eléctrica
En la corriente continua (CC) el sentido del movimiento de los electrones (polo – al polo +) es siempre el mismo. Las pilas, las baterías o la dinamo, producen CC.
En la corriente alterna(CA) el sentido de los electrones cambia continuamente, en Europa es de 50 ciclos por segundo.
• Los generadores de CA (alternadores) son más sencillos, baratos y fácil mantenimiento que los generadores de CC (dinamos).
• El transporte de CA es más económico al poder trabajar con bajas I y elevadas V.
• Los motores que funcionan con CA tienen un mayor rendimiento que los que trabajan con CC.
3. Corriente eléctrica
E = V.I.t
380.000 V
220 V
10.000 V