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