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1. ​

Unidad 6: Electricidad

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CONTENIDO

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Conocimientos previos

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1. El circuito eléctrico

1.1.Componentes de un circuito eléctrico

1.2. Representación gráfica de un circuito

1.3. Tipos de conexiones

2.Magnitudes eléctricas

2.1. La ley de Ohm

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3. Potencia y energía eléctrica

3.1. Potencia eléctrica

3.2. Energía eléctrica

WORTSCHATZ

1. Elektrizität
2. elektrisch
3. Strom
4. Kreis
5. Stromkreis
6. Komponente
7. grafisch
8. Darstellung
9. Schaltung
10. schalten
11. Schalter
12. Größe

• groß
• Gesetz
• Leistung
• Energie
• Licht
• Wärme
• Art
• leiten
• Leiter
• Batterie
• Lampe
• Glühlampe

• glühen
• Licht
• Wärme
• Spannung
• Stromstärke
• Stärke
• stark
• Widerstand
• wider
• wieder
• Stand
• stehen

Conocimientos previos

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Actividad: Resume tu conocimiento general sobre este tema.

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1. El circuito eléctrico

La corriente eléctrica es un flujo de cargas que fluyen por un circuito eléctrico desde el polo negativo (-) al polo positivo (+) de una pila.

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1

2

3

4

Al cerrar el interruptor de la linterna se produce una corriente eléctrica debido al desplazamiento de electrones.

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Esa corriente eléctrica atraviesa los diferentes componentes del circuito .

1.1 Componentes de un circuito eléctrico

Los componentes se pueden clasificar en:

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• generadores
• conductores
• receptores
• componentes de control
• componentes de protección

1.2 Representación gráfica de un circuito

Ejercicios

1. Representa el esquema eléctrico del circuito de la linterna (diapositiva 3)

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• Dibuja el esquema elétrico de los dibujos a y b

1.3 Tipos de conexiones

Ejercicios

3) Indica el componente de control que se usa para:

• la luz en el aula
• el timbre de una puerta

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4) ¿Cómo crees que están conectadas las luces del aula, en serie o en paralelo? ¿Por qué?

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5) Un conmutador permite controlar una luz desde dos puntos. ¿Tienes uno en tu casa? ¿Dónde? Dibuja el circuito.

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6) ¿Cuáles son los efectos de la corriente eléctrica en los siguientes aparatos? Dibuja los esquemas de sus circuitos eléctricos.

• Batidora
• Aspiradora
• Sandwichera
• Secador de pelo

2. 2. Magnitudes eléctricas

• La cantidad de cargas está representada por la letra Q y se mide en culombios (C).

• La energía E (por unidad de carga Q) para mantener las cargas negativas (electrones) lejos de las cargas positivas se llama voltaje o tensión y está representada por la letra U o V y se mide en voltios (V). U = E/Q

• La cantidad de electrones que pasan por un punto específico en un segundo se llama intensidad de corriente. Está representado por la letra I y se mide en amperios (A; 1 A = 1 C / 1 s).

Por supuesto, la intensidad depende de la calidad y la longitud del conductor

colocado entre ambos polos.

• La oposición u obstáculos que dificultan el flujo de electrones a través de un conductor se llama resistencia. Está representada por la letra R y se mide en ohmios (Ω; 1 Ω = 1 V / 1 A).

2.1 La ley de Ohm

George Ohm concluyó en 1822 que había una relación proporcional entre el voltaje V (o U), la intensidad I y la resistencia R, que se expresa matemáticamente como:

video en alemán

U = R · I

Ejemplo:

U= 4,5 V y R= 1 Ω ⇒ I= U/R = 4,5 V/1 Ω = 4,5 A

• si R permanece igual y duplicamos U significa que I también se duplicará.

U= 9 V y R= 1 Ω ⇒ I= U/R = 9 V/1 Ω = 9 A

• si U permanece igual y duplicamos R significa que I se reducirá a la mitad.

U= 4,5 V y R= 2 Ω ⇒ I= U/R = 4,5 V/2 Ω = 2,25 A

Übungen: (Ejercicios)

7) Calcula el voltaje si I = 2 mA y R = 2 kΩ.

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8) Calcula la resistencia si I = 50 mA y U = 4,5 V.

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9) Calcula la intensidad si U = 5 V y R = 100 Ω.

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10) Übung: Ohm’sches Gesetz

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Cálculos de circuitos de corriente contínua (CC)

Circuito con (3) resistencias en serie:

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El voltaje total U_t se distribuye entre las diferentes resistencias.

U_t= U₁+ U₂ + U₃

La misma intensidad total I_t fluye a través de todas las resistencias.

I_t= I₁= I₂ = I₃

La resistencia equivalente R_t es igual a la suma de los valores de todos las resistencias.

R_t= R₁+ R₂ + R₃

Ejemplo de cálculo para 2 resistencias en serie:

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1º Rellenamos la tabla con los valores que conocemos.

2º simplificamos el circuito a un circuito equivalente con una sola resistencia y calculamos: U_t , R_t e I_t.

3º calculamos los valores para cada resistencia: U₁ , R₁ , I₁ ; U₂ ,R₂ , I₂.

4º Finalmente comprobamos con la prueba de que todo es correcto

Übungen: (Ejercicios)

11) Un circuito está alimentado por una batería de 9V y tiene dos resistencias en serie de valores de 200Ω y 300Ω.

• Dibuja el circuito y al lado su circuito equivalente
• Elabora una tabla para apuntar las magnitudes U, R e I, para el circuito total y así como para cada una de las resistencias.
• Ingresa en la tabla los valores de partida y también los valores correspondientes al circuito equivalente incluyendo los cálculos.
• Ingresa en la tabla los valores correspondientes a cada resistencia incluyendo los cálculos.
• Comprueba con la prueba que todo es correcto y apunta las magnitudes en los circuitos que dibujaste.

Lösung

continuar a partir de aquí …..

Übungen: (Ejercicios)

12) Übung: Reihenschaltung

Cálculos de circuitos de corriente contínua (CC)

Circuito con (3) resistencias en paralelo:

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El voltaje es el mismo en todos las resistencias.

U_t= U₁= U₂ = U₃

La intensidad se distribuye entre las resistencias.

I_t= I₁+ I₂ + I₃

En el ramal de menor resistencia

fluye más corriente eléctrica.

La resistencia equivalente es menor que cualquiera de los valores de las resistencias.

R_t < R₁, R₂, R₃

Se cumple:

1/R_t= 1/R₁+1/R₂ + 1/R₃

Caso de solo 2 resistencias en paralelo:

R_t = (R₁ · R₂)/(R₁+R₂)

Ejemplo de cálculo para 2 resistencias en paralelo:

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1º Rellenamos la tabla con los valores que conocemos.

2º simplificamos el circuito a un circuito equivalente con una sola resistencia y calculamos: U_t , R_t e I_t.

3º calculamos los valores para cada resistencia: U₁ , R₁ , I₁ ; U₂ ,R₂ , I₂.

4º Finalmente comprobamos con la prueba de que todo es correcto

Übungen: (Ejercicios)

13) Un circuito está alimentado por una batería de 15V y tiene dos resistencias en paralelo de valores de 100Ω y 300Ω.

• Dibuja el circuito y al lado su circuito equivalente
• Elabora una tabla para apuntar las magnitudes U, R e I, para el circuito total y así como para cada una de las resistencias.
• Ingresa en la tabla los valores de partida y también los valores correspondientes al circuito equivalente incluyendo los cálculos.
• Ingresa en la tabla los valores correspondientes a cada resistencia incluyendo los cálculos.
• Comprueba con la prueba que todo es correcto y apunta las magnitudes en los circuitos que dibujaste.

Übungen: (Ejercicios)

14) Übung: Parallelschaltung

3. Elektrische Leistung und Energie Potencia y energía eléctrica

Otras magnitudes eléctricas importantes son la potencia y la energía.

3.1 Elektrische Leistung Potencia eléctrica

Potencia eléctrica:

• Mide la energía eléctrica E transformada por unidad de tiempo t (P=E/t)
• Se mide en W (vatios).
• Por lo general, los electrodomésticos tienen indicado su potencia sobre ellos.

P=U·I

Demostración:

P=E/t , pero sabemos que U=E/Q ⇒ E=U·Q

⇔ P=U·Q/t

⇔ P=, U·Q/t, pero sabemos que Q/t = I

⇔ P=U·I

⇔ P=U·I

• Se calcula a partir de la fórmula:

3.2 Elektrische Energie Energía eléctrica

Energía eléctrica:

• Es la energía transformada en un receptor (calor, luz, movimiento,...)
• Se mide en Wh (vatios hora)
• Se mide mediante contadores

• Es proporcional a la tensión U (o V), la intensidad I y al tiempo t:

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E = U · I · t

E = P · t

Ejemplo resuelto

A partir del circuito de la figura, determina:

• R de la bombilla
• P de la bombilla
• E transformada en 2h

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Solución:

a: R = U/I = 4,5V / 0,5A = 9 Ω

b: P =U·I = 4,5V · 0,5A = 2,25 W

c: E = P · t = 2,25W · 2h = 4,5 Wh

Übungen: (Ejercicios)

15) Una bombilla con una resistencia de 10 Ω está conectada a una toma de corriente doméstica de 220V. Determina:

• la corriente eléctrica I
• la potencia eléctrica
• la energía eléctrica transformada en 1 hora.

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16) Una tostadora con una resistencia de 100 Ω está conectada a la red de 220V. Determina:

• la potencia eléctrica
• la energía eléctrica transformada en 1 minuto.

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17) Una plancha eléctrica tiene la siguiente inscripción: 220 V - 1000 W

• ¿Qué significa?
• ¿Qué intensidad de corriente circulará al enchufarla?
• ¿ Cuál es el valor de la resistencia de la plancha?
• ¿Qué cantidad de energía desprende en 1/2 hora de funcionamiento?

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