La Energía Eléctrica

TEMA 3: LA ENERGÍA ELÉCTRICA

1. CARGA ELÉCTRICA

2. CORRIENTE ELÉCTRICA

3. MAGNITUDES ELÉCTRICAS

3.1. RESISTENCIA

3.2. INTENSIDAD

3.3. VOLTAJE

3.4. POTENCIAY ENERGÍA ELÉCTRICA

4. LEY DE OHM

5. CIRCUITOS ELÉCTRICOS

5.1. CIRCUITOS EN SERIE

5.2. CIRCUITOS EN PARALELO

1. CARGA ELÉCTRICA

Todos los cuerpos están formados por átomos, y éstos a su vez, están compuestos por protones, electrones y neutrones. En el núcleo se encuentran los protones (partículas con carga positiva) y los neutrones (partículas sin carga). Girando alrededor del núcleo se encuentran los electrones (partículas con carga negativa).

Normalmente, los cuerpos son eléctricamente neutros, es decir, existe una compensación de cargas positivas y negativas. Al frotar un cuerpo sobre otro, al cepillarnos el pelo… se produce una descompensación de cargas y el cuerpo adquiere carga electrostática. Este fenómeno desaparece al cabo de unos segundos porque nuevamente se compensan las cargas y el cuerpo vuelve a ser eléctricamente neutro.

La carga eléctrica se mide en culombios (1 cul → 6,25.1018 e-).

2. CORRIENTE ELÉCTRICA

La corriente eléctrica se define como el movimiento de cargas a través de un conductor. Para que haya circulación de cargas necesitamos que exista tensión eléctrica, es decir, una diferencia de cargas entre un extremo del conductor y el otro. De este modo, los electrones (que tienen carga negativa) se ven atraídos por el polo positivo, que tiene este signo por tener un menor número de electrones y por tanto, es el polo que tiene menor energía. Este movimiento de electrones continúa hasta que las cargas se equilibran. Este es el sentido real de circulación.

En cambio, como el fenómeno de la electricidad se descubrió antes que la existencia de los electrones (y por tanto no se sabía que tenían cargas negativas), se decidió por acuerdo entre todos los científicos, que el sentido de circulación de la corriente eléctrica sería desde el polo positivo al polo negativo. Esto es lo que se conoce como el sentido convencional de circulación de la corriente. Por eso, cuando representamos el movimiento de los electrones en un circuito eléctrico, lo hacemos desde el polo positivo al polo negativo (de este modo es como aparece en todos los libros).

Sentido convencional de la corriente Sentido real de la corriente

3. MAGNITUDES ELÉCTRICAS

3.1 VOLTAJE: es la energía que se transfiere a cada culombio de carga para que pueda atravesar el circuito eléctrico. Se mide en voltios (V).

3.2 INTENSIDAD: Se define como la cantidad de carga eléctrica que pasa por una sección de conductor por unidad de tiempo. Se mide en amperios (A).

I: intensidad (amperios)

I = Q/t Q: carga (culombios)

t: tiempo (segundos)

3.3 RESISTENCIA: Es la oposición que presenta un material al paso de la corriente eléctrica a través de él. Se mide en ohmios (Ω). Cuanto mayor es la resistencia de un material, menor es la intensidad de corriente que circula por él.

3.4 POTENCIA Y ENERGÍA ELÉCTRICA: la energía eléctrica se define como:

E = V.I.t

En el sistema internacional se mide en Julios (J).

• V es el voltaje medido en voltios (V)

• I la intensidad medida en amperios (A)

• t el tiempo medido en segundos (s)

Por otro lado, potencia eléctrica es la cantidad de energía que es capaz de proporcionar dicha corriente eléctrica en un tiempo determinado. En el sistema internacional se mide en vatios (W).

P = E/ t

• E es la energía y se mide en Julios (J)

• t es el tiempo y se mide en segundos (s)

A partir de esta fórmula podemos despejar la energía y nos resulta la siguiente expresión:

E = P.t

Si la potencia se expresa en vatios (W) y el tiempo en segundos (s), la energía se mide en Julios (J).

Si la potencia se expresa en kilovatios (KW) y el tiempo en horas (h), la energía se mide en kilovatio-hora (KWh). (1 kW son 1000 W)

Si sustituimos la primera expresión de la energía en la fórmula anterior de la potencia resulta esta otra fórmula (que es la que emplearemos para calcular la potencia en circuitos eléctricos):

P = V.I

• P es potencia y se mide en vatios (W)

• V es el voltaje y se mide en voltios (V)

• I es la intensidad y se mide en amperios (A)

4. LEY DE OHM

El voltaje y la intensidad son magnitudes directamente proporcionales, de modo que manteniendo constante la resistencia si se dobla el voltaje, la intensidad se duplica; si el voltaje se triplica, la intensidad también lo

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