ELECTRICIDAD

BLOQUE:Electricidad y Electrónica

CURSO: 3º ESO

UNIDAD DIDÁCTICA: 2

Apartados que tienes que tener en el cuaderno

RESUMENPreguntas y

actividades del libro.

PORTADALa entrega el profesor y es

donde se pone la nota.

AMPLIACIÓNAnotaciones

sobre lo que el profesor explica

en clase.

ACTIVIDADESActividades que

el profesor plantea en clase.

ROTULACIÓNTrabajo diario que se realiza

todos los días al entrar en clase.

D+IActividades que

el profesor plantea en clase.

RES AMP

ACT D+I

RECUERDA!!

APARTADOS DEL CUADERNO

Como identificar cada hoja para no perderla

CONTENIDO

1 2 3 4 1.- Nombre del alumno.

2.- Título y número del tema.

3.- Apartado (Resumen, Ampliación, Actividades o D+I)

4.- Número de página dentro del apartado

RECUERDA:

• Identifica cada hoja.

• Respeta los márgenes.

• Haz una letra clara.

• Realiza dibujos.

• Mantén el cuaderno al día.

ejemplo COMO IDENTIFICAR LAS HOJAS

Preguntas de principio de tema

ResumenDEL LIBRO

RESUMEN DEL LIBRO

PREGUNTAS PARA RESPONDER CON EL LIBRO

1. ¿Qué es la electricidad?2. ¿Que dice la ley de Ohm?3. ¿Cómo se calcula la energía y la potencia

eléctricas?4. ¿De qué manera se pueden conectar 3

resistencias eléctricas?5. ¿Para que sirve un polímetro?6. ¿Qué diferencia hay entre la corriente

continua y la corriente alterna?7. Elementos principales de la instalación

eléctrica de una vivienda.8. Realiza el dibujo del esquema eléctrico

unifilar de una habitación (montaje real) y la representación en un plano (ver página 61).

UD 2 Pág. 51

3º ESO

ACTIVIDADES DEL LIBRO

588556555554533532521

PáginaActividad

Tema

2 a, b3 b, d, f, h4 b, c5 b, d, f, h

Final del tema página 68

Autoevaluación 75

Otras

OBJETIVOS

1. Asentar los conceptos básicos de electricidad, presentados en cursos anteriores.

2. Realizar cálculos con las magnitudes básicas eléctricas .

3. Conocer otras magnitudes eléctricas.

4. Introducir al transporte y distribución de la energía eléctrica.

1.- Circuito Eléctrico básico

GENERADORRECEPTORMANIOBRACONDUCTORPROTECCIÓN

1 2

5 3

4

1.

2.

3.

4.

5.

SIMBOLOGÍA

1.1.- Magnitudes eléctricas básicasLas magnitudes eléctricas conocidas hasta el momento son:

•Resistencia

•Tensión

•Intensidad de corriente

(R)

(V)

(I)

Amperímetro OhmímetroFuerza necesaria para provocar el movimiento de los electrones por el circuito eléctrico. V RDificultad que oponen los materiales conductores al paso de la corriente eléctrica.

Amperio Ohmio [v] I[A] Voltímetro [Ω]Cantidad de electrones que recorren un circuito eléctrico en un segundo.

VAΩ

Esquema de conexión

(CIRCUITO BÁSICO)

Aparato de medida

Relación con otras magnitudes

Abreviatura de la unidad

Unidad

Definición

Abreviatura de la magnitud

resistenciacorrientetensiónMagnitud

Completa la siguiente tabla: (dibuja en la hoja apaisada (HORIZONTAL), ocupándola por completo)

Voltio

A.- Ejercita tus conocimientos

1.2.- ACOPLAMIENTO DE COMPONENTES

Cuando el número de componentes de un mismo grupo (generadores, receptores, controles) aumentan en el circuito tenemos dos formas de conectarlos:

SERIE

PARALELO

1.2.1.- Forma de Cálculo

ACOPLAMIENTO SERIE

R= R1+ R2 + R3

R1 R2 R3

R

V= V1+ V2 + V3

I= I1 = I2 = I3

V1 V2 V3

V

I

Si quitamos uno de los componentes deja de pasar corriente por los demás.

En serie las tensiones del circuito se suman

En serie las corrientes son iguales en todos los componentes

En serie la resistencia total es igual a la suma de las resistencias de cada componente

V= V1= V2 = V3

I= I1 + I2 + I3

V V1 V2 V3

I

I1 I2 I3

ACOPLAMIENTO PARALELO

R1 R2 R3

R

321 R1

R1

R1

1R++

=

Si colocamos en paralelo bombillas lucen más que en serie

21

21

RRRRR+⋅

=

En paralelo las tensiones del circuito son iguales

En paralelo la corriente total es la suma de las que hay en cada componente

En paralelo la resistencia total es igual al inverso de la suma de los inversos.

También se puede calcular con otra expresión más fácil.

(sólo con dos resistencias)

Calcula el valor de R si las resistencias en paralelo valen 2, 4 y 6 Ω respectivamente .

R1 R2 R3

R

B.- Ejercita tus conocimientos

Calcula el valor de tensión de tres pilas en serie de 1,5V.

Calcula la corriente que circula por cada una de ellas si la carga es de 9Ω. Recuerda que la ley de ohm es V=IxR.

V1 V2 V3

V

I

C.- Ejercita tus conocimientos

Determina la resistencia equivalente y la intensidad total en cada uno de los siguientes montajes:

D.- Ejercita tus conocimientos

ACT 11. Identifica cada uno de los símbolos del esquema.

2. ¿Qué tipo de corriente circulará por el circuito, cuando cerremos el interruptor?

3. Estando en funcionamiento el circuito ¿qué pasaría si se funde la lámpara L1? ¿Y si se funde la lámpara L2?

4. Disponemos de los siguientes componentes: una pila de 4,5 V, un interruptor, un pulsador, una lámpara,un zumbador y los conductores correspondientes.

Dibuja en tu cuaderno el esquema del circuito que cumpla las siguientes condiciones:

a) Al accionar el pulsador, se iluminará la lámpara y sonará el zumbador, de tal manera que, si la lámpara se funde, el zumbador pueda seguir sonando, y al revés.

b) Para que cualquiera de los dos receptores pueda funcionar, elinterruptor ha de permanecer cerrado.

4. Disponemos de los siguientes componentes: una pila de 4,5 V, un interruptor, un pulsador, una lámpara,un zumbador y los conductores correspondientes.

Dibuja en tu cuaderno el esquema del circuito que cumpla las siguientes condiciones:

a) Al accionar el pulsador, se iluminará la lámpara y sonará el zumbador, de tal manera que, si la lámpara se funde, el zumbador pueda seguir sonando, y al revés.

b) Para que cualquiera de los dos receptores pueda funcionar, elinterruptor ha de permanecer cerrado.

2.- Magnitudes eléctricas

Las magnitudes que normalmente se manejan para representar un circuito eléctrico son:

•Resistencia

•Tensión

•Intensidad de corriente

•Potencia

•Energía

(R)

(V)

(I)

(P)

(E)

Estudiadas en 2º ESO

2.1.- Polímetro

El aparato de medida que nos ayuda a medir las magnitudes eléctricas básicas, se llama polímetro o multímetro.

Integra en un solo aparato la posibilidad de medir: tensión, corriente y resistencia.

MEDIDA ELÉCTRICA

2.2.- LEY DE OHM

IVR RIV =⋅=

RVI =

V

RI

Relaciona las tres magnitudes básicas de la electricidad (tensión, corriente y resistencia).

Se usa en el análisis de cualquier circuito eléctrico:

• Básico

• Complejo

Despejando de la ecuación anterior:

RR

VI32 +

=

R2 R3I

V

RVI

B

=I

V RB

2.3.- Resistencia eléctricaLa resistencia eléctrica es la dificultad que opone un material conductor al paso de la corriente eléctrica por su interior.Esta resistencia depende tanto de su naturaleza como de sus dimensiones:

slR ρ=

R = resistenciaρ= resistividad del material

cobre = 0,017nicrom=1,1

l = longitud en metross = sección en milímetros cuadrados

E.- Ejercita tus conocimientosCalcular la corriente que indicará el amperímetro cuando se cierre el interruptor en el siguiente circuito:

4,5V 15Ω

A

Calcula la corriente que circula por cada una de las bombillas de los tres circuitos, sabiendo que cada bombilla tiene una resistencia de 6Ωy se alimentan con una batería de coche.

F.- Ejercita tus conocimientos

ACT 2

5. Calcula, en el circuito de la figura, la corriente que pasa por la lámpara.

6. Responde a estas preguntas:A) ¿Es correcto decir: «Por este conductor pasa una tensión de 10V»? ¿Por qué?B) ¿Es correcto decir: «Esta pila tiene una intensidad de 2 A»? ¿Por qué?

7. Haz una lista de:A) Materiales conductores y materiales aislantes.

B) Aparatos de las viviendas que funcionan con corriente continua y aparatos que funcionan con corriente alterna.

8. Observa las características de los elementos de las fotografías. Identifica cada uno de los datos que aparecen.

2.4.- PotenciaSímbolo: P

Definición: Trabajo eléctrico desarrollado por un generador o consumido por un receptor.

Unidad: Vatio ( W )

Instrumento de medida: vatímetroEl vatímetro mide a la vez tensión y corriente para dar la medida de potencia.W

El símbolo que tiene el vatímetro es

Fórmula de cálculo:

W

RVIRIVP

22 =⋅=⋅=

Para comprender que es la potencia se puede analizar una bombilla. Si se quiere que la bombilla ilumine mucho necesitamos que sea de mucha potencia ( ej. 100W en lugar de 40W) pero el consumo de corriente también es mayor.

G.- Ejercita tus conocimientos1.- ¿Qué potencia como máximo, tiene que tener una bombilla colocada en una habitación y cuyo circuito eléctrico estéprotegido por un fusible de 0,5A?.

2.- Con ayuda de la tabla de la derecha anota la potencia aproximada de los siguientes receptores:

- Televisión - Lavadora- Plancha - Lámpara- Ordenador - Frigorífico

2.5.- EnergíaSímbolo: E

Definición: Potencia generada o consumida durante un periodo de tiempo .

Unidad: Kilovatio hora ( Kwh )

Instrumento de medida: contador eléctricoLos contadores eléctricos están normalmente en la entrada de las casas.

Fórmula de cálculo: tPE ⋅=Efecto Joule

Cuando por una resistencia circula una corriente eléctrica se produce un calor. Esta cantidad de calor (Q) que se desprende responde a la siguiente ecuación: ( ) tIR24,0Q 2 ⋅⋅⋅= Si t en segundos Q en cal

1.- ¿Qué cantidad de calor, en calorías, desprende una lámpara de 60W y 220V, si está encendida 2 horas?

H.- Ejercita tus conocimientos

2.- Calcular el dinero que cuesta tener una bombilla de 100W encendida durante 4 horas, si el KWh la compañía eléctrica lo cobra a 15 cts.

ACT 39. Calcula la potencia y la intensidad aproximadas de los receptores eléctricos de un piso en el que se han instalado los siguientes aparatos:

– 1 lavadora– 1 secador de pelo– 4 bombillas de 60 W– 2 bombillas de 100 W– 1 fluorescente de 40 W– 1 televisor– 1 plancha

10. Vas a contratar unas potencias determinadas(2200, 3300, 4400, 5500, 6600, 7700 u 8800 W)

a la compañía suministradora de corriente y sabes que, cuanta más potencia contrates, más se incrementará el recibo de la luz. ¿Qué potencia contratarías para el piso del problema anterior? Razona la respuesta.

11. Un piso tiene los siguientes consumos energéticos:• 6 bombillas de 100w durante 5 horas.• 1 lavadora durante 2 horas.• 1 nevera durante todo el día.• 1 televisor durante 6 horas.

a) ¿Cuánta energía se consume en un día?

b) ¿Se reducirá el consumo si se sustituyen las bombillas por lámparas de 9 W de bajo consumo?

c) Si 1 Kwh cuesta 0,18 €, ¿cuánto habremos gastado al cabo de dos meses?

d) ¿Y en tarifa nocturna, sabiendo que cuesta 0,10€?

12. Determina la resistencia de una bombilla de 100 W de potencia sila conectamos a una tensión de 220 V.

13. Dados los siguientes circuitos:a) ¿Qué pasa en los circuitos si se funde L1?b) Cuando las dos bombillas están encendidas, ¿en qué circuito se consume más potencia? ¿Por qué?

14. Una tostadora de pan está conectada a la tensión de 220 V y tiene una resistencia eléctrica de 90 Ω.Determina: a) La potencia eléctrica de la tostadora. b) La energía eléctrica consumida si está en funcionamiento durante un minuto.

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

16. Una lámpara está conectada a la tensión de red de 220 V 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.

17. Una lavadora de 2000 W de potencia estáconectada a la tensión de 220 V. Determina:

a) La intensidad de corriente que circula por ella.b) La energía consumida durante dos horas de funcionamiento.c) El coste de la energía consumida si el precio del kilovatio-hora es de 10 céntimos de euro.

18. Una estufa eléctrica tiene una resistencia de 60 Ω. Por ella circula un intensidad de 1,5 A durante una hora y treinta minutos. Determina la cantidad de calor desprendida, expresándola en julios y en calorías.

19. Como hemos visto, los materiales empleados para fabricar cables eléctricos son muy buenos conductores.A pesar de esto, cuando circula una corriente eléctrica, se produce el efecto Joule. ¿Por qué?

20.Un secador de pelo está conectado a la tensión de 220V y por su interior circula una intensidad de corriente de 4A.Determina:

a) El valor de su resistencia eléctrica.b) La potencia eléctrica del secador.c) La energía consumida por el secador si está en funcionamiento durante 15 minutos.

21. A partir de los valores indicados por los aparatos de medida de la figura, determina:

a) El valor de la resistencia de la lámpara.b) La potencia eléctrica de la lámpara.c) La cantidad de calor emitida por la lámpara durante una hora.

22. Dibuja el esquema de un circuito que te permita accionar simultáneamente, mediante un interruptor, dos lámparas de 9 V y 12 W. La tensión de alimentación de la cual disponemos es de 18 V.

TRABAJO DE EQUIPO b Diseñar una estufa eléctrica con dos resistencias de caldeo. Cada resistencia tiene un valor de 50 Ω y está construida en hilo de nicrom de 10 m de longitud enrollado en un cilindro cerámico. La tensión de alimentación de cada una es de 220 V (conectadas en paralelo).Con estos datos de partida resuelve las siguientes cuestiones:

A) Dibuja el aspecto exterior e indica los principales componentes de los que tiene que disponer (utiliza media hoja)

B) Representa el circuito eléctrico de la estufa, teniendo en cuenta que, para accionar cada resistencia, se dispone de un interruptor.

C) Calcula la resistencia equivalente del conjunto cuando los dos interruptores de la estufa están en la posición de cerrado.

D) Calcula el diámetro del hilo de nicrom de cada resistencia.

E) Calcula la potencia consumida cuando sólo hay una resistencia en funcionamiento.

F) Calcula la cantidad de calor producida si las dos resistencias están en funcionamiento durante 1 minuto y 40 s.

3.- Tipos de corriente eléctrica

Los dos tipos de electricidad con las que se trabaja son:

Continua:Pilas, baterías, FdA, ...

Alterna:Enchufes de casa, distribución de AT, ...

Busca INFORMACIÓN en Internet o en una biblioteca (donde hay libros, muchos libros para leer) y explica:

con que tipo de corriente eléctrica funciona un coche y de donde se obtiene, cuando está en marcha y cuando está parado.

Trabajo en equipoTRABAJO DE EQUIPO c

4.- Transporte y distribución de la EE

1. Las centrales eléctricas producen electricidad.

2. Una estación transformadora eleva la tensión a alta tensión (110-480 kV) para reducir las pérdidas durante el transporte.

3. En otra estación transformadora, se reduce la tensión hasta 230V, un valor aprovechable en nuestras viviendas.

La electricidad llega a nuestra casa mediante un cable llamado acometida, conectado al cuadro general de mando y protección, situado en la entrada de la casa, a partir del cual se bifurcan varios cables que alimentan las distintas cajas de distribución de la casa (por la que se reparten interruptores, tomas de corriente y de luz).

5.- Partes de la instalación eléctrica en un edificio

5.1.- Cuadro general de mando y protecciónLos elementos que lo componen son:

1.- Interruptor de Control de Potencia (ICP) Su valor depende de la potencia máxima que puede consumirse

en la instalación.

2.- Diferencial (ID)Protege a las personas de contactos indirectos con los cables.

3.- Pequeños Interruptores Automáticos (PIAS)Su valor depende de la potencia máxima que puede consumirse

en cada circuito parcial.( enchufes, alumbrado, cocina, ….) .

1 2 3 3 3 3 3 3

ACT 4

24. Normalmente, un enchufe tiene dos agujeros y dos fijaciones metálicas que encajan perfectamente en las clavijas. ¿Por qué?

25. Siguiendo el modelo de cuadro de mando y de protección con 2 PIA’s de esta figura, dibuja uno con 4 PIA’s.

5.2.- Instalación Interior de vivienda

Para conocer la distribución de los circuitos eléctricos, se utilizan planos en planta de la vivienda, donde se dibujan cada uno de los elementos de la instalación.

Caja de conexión

Punto de luz

Enchufe

Interruptor

Cuadro general de mando y protección

Dibujo en perspectiva de la instalación eléctrica de una habitación

ESQUEMA UNIFILAR

5.3.- CAJAS DE DISTRIBUCIÓNPara la organización de la instalación eléctrica, todas las conexiones de los distintos elementos (mandos, receptores, protección, …), se recogen en unas cajas colocadas en la pared. En el dibujo se muestra la caja de distribución del circuito de luz de una habitación.

220V

Regleta de conexiones

Lámpara 1

Interruptor 1

pc1

pc2

pc3

5.4.- Circuitos básicos

ACT5

26. ¿Qué tienen en común un pulsador y un interruptor?¿En qué se diferencian?

27. ¿Por qué los timbres se conectan a pulsadores y no a interruptores?

6.- Consumo de energía

Facturación de la potencia

Facturación del consumo

Impuestos

Alquiler de contadores

El aparato que mide la energía consumida se llama contador.

En el recibo de la compañía eléctrica se recogen todos los datos de cobro del servicio que recibimos:

28. Cuestionario:a) ¿Qué es la corriente eléctrica?b) ¿Cuál es la diferencia entre la tensión y la intensidad?c) ¿Qué es la potencia eléctrica?d) ¿Cuáles son los elementos de tu casa que más consumen?e) ¿Cuáles son las semejanzas y diferencias entre un ICP y un PIA?f) ¿En qué se parecen y en qué se diferencian un ID y una toma de tierra?g) ¿Cuáles son los dos tipos de corriente más habituales?