UD 6: ELECTRICIDADCircuito eléctrico:

Esquema eléctrico:

Los componentes eléctricos se conectan para formar circuitos eléctricos. Cada componente eléctrico tiene un símbolo que sirve para dibujarlo de una manera simplificada y que todo el mundo pueda entender. Lo mismo pasa con el circuito entero. A la representación gráfica de un circuito se le llama ESQUEMA ELÉCTRICO. Por ejemplo, el esquema eléctrico del circuito visto anteriormente formado sólo por una pila de petaca, dos cables y una bombilla, sería:

Sentido de la corriente:

Elementos que forman parte de un circuito eléctrico:

Veamos con detalle uno por uno de ellos:

1.-GENERADORES

El símbolo eléctrico de una pila, es el siguiente, donde el signo + indica el polo o borne positivo, y el signo – el borne negativo

¿Qué es una pila?

Es un dispositivo formado por dos electrodos metálicos o bornes introducidos en un electrolito (un ácido o una sal que permite el paso de corriente entre dos metales). La pila produce corriente eléctrica gracias a las reacciones químicas que ocurren entre los bornes y el electrolito. Por tanto, para construir una pila, sólo necesitamos un ácido o una sal y dos metales

Pila de Volta: Electrolito: agua con sal mojada en papel. Metales: Cobre y Cinc

La primera pila eléctrica fue inventada por Volta. Se trataba de una serie de pares de discos apilados de zinc y de cobre separados unos de otros por trozos de cartón impregnados de salmuera. Cada uno de estos pares suministra una tensión de 0,75 V aproximadamente. Su apilamiento de pares conectados en serie permitía aumentar la tensión a voluntad, otro descubrimiento de Volta

Pila con limones: Electrolito: ácido cítrico. Metales: cobre y acero

Uniremos dos limones en serie para aumentar el voltaje, ya que uno sólo da muy poca corriente

Pila con vinagre: Electrolito: ácido acético. Metales: cobre y acero

Uniremos dos vasos con vinagre en serie para aumentar el voltaje, ya que uno sólo da poca corriente

CONEXÓN SERIE, PARALELO Y MIXTA

A) SERIE

B) PARALELO:

C) CONEXIÓN MIXTA:

ACTIVIDADES 1:

1.- ¿Qué función hacen los generadores?

2.- ¿Cuáles de los siguientes componentes eléctricos son generadores y por qué?

Motor, pila, interruptor, cable, dinamo de bicicleta, célula solar, pulsador y bombilla

3.- ¿Qué nos indica la tensión eléctrica? ¿En qué unidad se mide? ¿Cuál es el símbolo eléctrico de la pila?

4.- ¿Qué son los bornes de conexión? ¿Dónde están los bornes en una pila cilíndrica? (dibújalos)

5.- ¿Cómo se conectan dos o más generadores en serie? Dibuja un esquema eléctrico de 3 pilas conectadas en serie

6.- Dibuja 3 pilas conectadas en serie de 1V, 4,5V y 9V y calcula la tensión resultante

7.- ¿Qué linternas iluminan más, las que tienes 2 pilas conectadas en serie o las que tienes 3? ¿Por qué?

8.- Indica si los siguientes generadores están conectados en serie o no

9.- ¿Cómo se conectan dos o más generadores en paralelo?

10.- Dibuja 3 pilas de 9V conectadas en paralelo y calcula la tensión resultante

11.- ¿Cuál es la principal ventaja de conectar pilas o baterías en paralelo?

12.- ¿Cuál de las dos bombillas lucirá con más intensidad? ¿Por qué?

13.- Indica si los siguientes generadores están conectados o no en paralelo

2.- CONDUCTORES

Circuito impreso: A veces los conductores no son cables

3.- RECEPTORES

CONEXIÓN SERIE, PARALELO Y MIXTA:

A) SERIE:

Si un receptor en serie falla, dejan de funcionar todos los demás

B) PARALELO:

Si uno de los receptores se funde, los demás siguen funcionando

C) MIXTA:

ACTIVIDADES 2:

1.- ¿Cuál es la función de los conductores? ¿Y su símbolo eléctrico?

2.- ¿Cuál es el material conductor más utilizado en los cables? ¿Y el aislante?

3.- ¿Qué es un cable unifiliar? ¿Y multifiliar? ¿Y bipolar? ¿Y tetrapolar?

4.- ¿Qué es un circuito impreso y dónde se utiliza? Dibuja uno y di sus componentes

5.- ¿Cómo se conectan dos o más receptores en paralelo?

6.- ¿En cuál de los siguientes circuitos lucirá la bombilla con más intensidad? ¿Por qué?

7.- ¿Qué ocurre si se funde una bombilla en un circuito con 3 bombillas en paralelo? ¿Por qué?

8.- ¿Por qué los electrodomésticos de una vivienda están conectados en paralelo?

9.- ¿Cuál es la función de los receptores? Dibuja el símbolo de bombilla, motor y zumbador

10.- ¿Qué transformación de energías hace la bombilla? ¿Y un motor?

11.- ¿Cómo se conectan dos o más receptores en serie?

12.- Dibuja el esquema eléctrico de un circuito con una pila de petaca y dos motores conectados en serie

13.- ¿Qué pasa si un receptor conectado en serie con otros receptores se avería? Por qué?

14.- En un circuito con 3 bombillas en serie y una pila de 9V ¿Qué tensión recibe cada bombilla? ¿Por qué?

4.- ELEMENTOS DE CONTROL

Interruptores y Pulsadores:

HOJA RESUMEN DE SÍMBOLOS ELÉCTRICOS

ACTIVIDADES 3:

1.- ¿Qué es la corriente eléctrica?

2.- ¿Qué diferencia hay entre conductores y aislantes? Pon tres ejemplos de cada

3.- ¿Qué es un circuito eléctrico? ¿Para qué sirve?

4.- ¿Qué es un símbolo eléctrico? Dibuja todos los que conozcas indicando a que representan

5.- ¿Qué es un esquema eléctrico? Dibuja un ejemplo

6.- ¿Qué quiere decir circuito cerrado y circuito abierto?

7.- ¿Cuál es el sentido real de la corriente? ¿Y el convencional? ¿Por qué hay dos sentidos?

8.- Dibuja un circuito con un interruptor, una bombilla y una pila e indica el sentido de la corriente con una flecha

9.- Dibuja un motor controlado por un pulsador e indica cómo funciona ese circuito

10.- Dibuja el esquema eléctrico de un circuito con una pila de 9V y una bombilla con una resistencia de 10 Ohmnios. Calcula qué intensidad de corriente pasa por el circuito

11.- Dibuja el esquema eléctrico de un circuito con una pila de 9V y una bombilla por la que circulan 18 Amperios. Calcula la resistencia que opone el circuito al paso de la corriente por él

12.- En el circuito anterior, calcula los voltios que tiene que tener una pila para que circulen por él 36 Amperios, en vez de 18, si la resistencia es la misma que la que obtuviste en el ejercicio anterior

LA LEY DE OHM

ACTIVIDADES 4:

RESISTENCIAS

Para calcular el valor de una resistencia, debes de aprenderte el código de colores que se muestra a continuación

Ejercicios:

1.- Calcula los valores de las siguientes resistencias:

Verde, negro, rojo, oro:

Rojo, naranja, negro, marrón:

Naranja, amarillo, naranja, rojo:

2.- Indica los colores de las siguientes resistencias (todas con una tolerancia del 5%)

21Ω=

54600Ω=

230Ω=

X 1

CROCODILE TECHNOLOGY

Para contestar a las siguientes actividades, monta los circuitos usando el Crocodile Technology. Debes

de montar todos los circuitos por duplicado, primero usando el Picture Toolbar y luego usando

el Analog components toolbar Sólo debes copiar en las fichas el circuito hecho con el Analog Components Toolbar (es decir, usando los símbolos eléctricos)

1. Pulsa el botón Picture Tollbar y monta un circuito con una pila de 9V, una bombilla y un interruptor y comprueba que funciona. Monta ahora el mismo circuito pero con sus símbolos eléctricos, para ello pulsa en Analog Components Toolbar, y cópialo en tu cuaderno. ¿qué le ocurre a la bombilla si cambio la pila por una de 1.5 V? Razona la respuesta en tu cuaderno

2. Ahora vamos a investigar si las pilas dan más potencia al unirlas en serie o paralelo. Monta un circuito con 3 pilas de 1,5 V, una bombilla y un interruptor y une las pilas primero en serie y luego en paralelo, ¿cuándo alumbra más la bombilla? Razona en tu cuaderno la respuesta. Te diré que para la unión en serie, has de unir la parte positiva de una pila con la negativa de la siguiente, y para la unión en paralelo, se unen las 3 partes positivas entre sí y las 3 negativas entre sí. Dibuja los 2 esquemas en tu cuaderno

3. Lo mismo que en el ejercicio 1, pero cambiando la bombilla por un motor. No olvides dibujar el circuito con sus símbolos eléctricos en las fichas

4. Ahora vamos a unir bombillas en serie y en paralelo. Monta un circuito pulsando el botón Analog Components Toolbars (es decir, usando los símbolos eléctricos), y monta un circuito con 4 bombillas en serie, una pila de 9 V y un interruptor. A continuación monta otro circuito pero con las 4 bombillas en paralelo. Anota la diferencia en tu cuaderno. Te diré que para unir bombillas en serie, se colocan una detrás de otra, y para unirlas en paralelo, se unen por un lado todos los extremos derechos entre sí, y por otro lado todos los extremos izquierdos entre sí. Ahora con el cocodrilo comete una bombilla en los dos casos para ver qué pasaría si en la vida real se fundiese una bombilla. ¿Qué diferencia hay? Visto lo visto, ¿Cuál crees que será la forma en que se unen los sistemas de alumbrado en la vida real? ¿Por qué? Como siempre, dibuja los dos circuitos con sus símbolos en el cuaderno

5. Usando el Analog Components, monta un circuito con una pila de 9V, un motor y un interruptor. Dibújalo en tu cuaderno. Aprieta el interruptor y observa qué ocurre. Coloca ahora la pila al revés y contesta en tu cuaderno qué diferencia hay en el movimiento del motor y explica por qué crees que ocurre eso.

6. Vamos ahora a trabajar con LED´s (Diodos Emisores de Luz). Monta usando el Picture Toolbar un circuito con un led, una pila y un interruptor. Ahora cambia la conexión en las patillas del diodo. ¿Qué diferencia encuentras? Anótala en el cuaderno. Monta los 2 circuitos ahora usando los símbolos eléctricos, y dibújalos en el cuaderno anotando cuál funciona y cual no.NOTA: Para que te funcione al usar los símbolos eléctricos, debes de tener en cuenta que si usas leds rojo, la pila debe de ser de 1.9V, si usas leds amarillos, la pila de 2V y si usas leds verdes, la pila ha de ser de 2.1V

7. Ahora monta el mismo circuito que en el caso anterior pero con una bombilla en vez de un LED y prueba también cambiando la conexión en las patillas de la bombilla. ¿encuentras alguna diferencia al cambiar la conexión en las patillas? Anótalo en tu cuaderno, y contesta también qué diferencia principal has encontrado entre el LED y la bombilla

8. Vamos a introducir ahora la diferencia entre un pulsador y un interruptor. Para ello usando la Picture Tollbar, monta un circuito con un pulsador, una pila cualquiera y un diodo LED y comprueba que pasa al apretar el pulsador. Cámbialo por un interruptor y anota en tu cuaderno la diferencia.

9. Usando el Picture Toolbar, monta ahora un circuito con 3 pulsadores, 3 diodos LED del mismo color y una pila de 9V. Comprueba que funciona. Recuerda que si no te enciende algún LED, puede que sea porque tienes las patillas conectadas al revés, ya que en un LED, las 2 patillas son diferentes, a diferencia de una bombilla, donde son indiferentes ambas patillas. Móntalo ahora usando el Analog Components y haz el esquema usando los símbolos eléctricos en tu cuaderno.

10. Vamos a complicar la cosa aprendiendo a usar los conmutadores. La diferencia de un interruptor y un conmutador es que el conmutador tiene 3 patillas, mientras que el interruptor solo 2, aunque a simple vista sean iguales. Monta un circuito usando el Picture Toolbar con un conmutador, 2 bombillas y una pila, de manera que el conmutador encienda una sola bombilla en cada posición. Monta el circuito usando el Analog Components Toolbar y dibujalo en tu cuaderno. Pista: La patilla central del conmutador va a la pila siempre

11. Monta un circuito con 2 conmutadores que enciendan y apaguen una sola bombilla, es decir, que la bombilla pueda encenderse y apagarse desde cualquiera de los 2 conmutadores. Usa una pila de 9V y dibuja el esquema eléctrico en tu cuaderno. Pista: Las 2 patillas de los laterales de los conmutadores van unidas entre sí

12. Monta un circuito usando el Picture Toollbar con una pila de 9V, una bombilla y un motor, de manera que el conmutador encienda la bombilla y pare el motor en una posición y al pulsarlo ocurra lo contrario, es decir, se apague la bombilla y arranque el motor. Dibuja el esquema con símbolos eléctricos en el cuaderno.

13. Para terminar con los montajes con conmutadores, vamos a montar un dispositivo de alarma con un

conmutador, una pila de 9V, dos motores, una bombilla y un zumbador (timbre) , de manera que al apretar el conmutador en una posición se encienda la bombilla, y al apretarlo en la otra, suene la sirena y se pongan en marcha los 2 motores

14. Monta un circuito que contenga una pila de 9V, un interruptor y 3 motores conectados en paralelo. Haz el esquema con símbolos eléctricos en tu cuaderno.

15. Vamos a introducir ahora el uso del botón Mechanism Toolbar . Para empezar, monta un circuito con una pila de 9V, 2 interruptores y 2 motores unidos cada uno de ellos a 2 engranajes

unidos por cadena que se encuentran en el botón Mechanism Toolbar. Al pulsar el interruptor, las 2 cadenas han de girar en sentidos opuestos. NOTA: un motor se une a los dos engranajes unidos por cadena de la siguiente manera:

16. Monta ahora un mecanismo con pila de 9V, conmutador, motor, 2 Leds (uno de peligro rojo y otro de seguridad verde) y 2 engranajes unidos por una cadena, de forma que el conmutador en una de sus posiciones haga girar los engranajes y encienda el LED de peligro rojo, y al pulsar el conmutador, se paren los engranajes, se apague el LED de peligro rojo, y se encienda un LED verde indicando que no hay peligro porque las máquinas están paradas.

17. Para acabar con los montajes de varios elementos, monta un circuito con 1 pila de 9V, 1 pulsador, 1 interruptor, 1 conmutador, 1 motor, 1 zumbador (timbre), 2 bombillas y 1 LED, de manera que se cumplan los siguientes requisitos:

- Al apretar el interruptor, se encienden las 2 bombillas conectadas en paralelo- Al apretar el pulsador, suena el timbre- Al apretar el conmutador, gira el motor, y al apretarlo en la otra posición, para el motor

y se enciende el LED.Dibuja el circuito en tu cuaderno con símbolos eléctricos

18. Empezamos ahora a usar las resistencias Usando la herramienta Analog Components, monta un circuito con una pila de 9V, una bombilla, un interruptor y una resistencia de valor 1 Ohmnio. Vete aumentando progresivamente el valor de la resistencia y observa que el ocurre a la bombilla. ¿Por qué ocurre eso? Razona la respuesta en tu cuaderno y dibuja el circuito con componentes eléctricos.