La electricidad.

La electricidad es el conjunto de fenómenos físicos que se relacionan con la presencia y flujo de cargas eléctricas. Esta se manifiesta en fenómenos tales como los rayos, el flujo de corriente eléctrica, la electricidad estática o la inducción electromagnética. 

¿Cómo se genera la electricidad?

Una manera de generar electricidad es transformando la energía en la energía primaria en energía mecánica a través de varios procesos, y con ayuda de un generador se convierte en electricidad. La electricidad proviene de las denominadas centrales de generación, las cuales obtienen estas de diferentes fuentes de energía primaria. las centrales de generación son instalaciones capaces de obtener la electricidad por medio de energías no renovables, como el carbón, el gasóleo o el gas natural. 

Principales fuentes de energía

El agua: Las centrales hidroeléctricas usan el agua de lagunas o ríos, la cual almacenan en represas y con esta crean energía eléctrica.

El agua represada viaja a través de una tubería y empuja las paletas de una turbina, la turbina esta unida a un generador y una vez que turbina empieza a girar se produce la electricidad. 

Gas natural, carbón o petroleo: las centrales termoeléctricas queman estos combustibles y crean una mezcla de gases y aire caliente a alta presión, estos chocan con las paletas y hacen girar la turbina y el generador produce electricidad. 

El uranio: La electricidad obtenida por medio del uranio se genera en una central nuclear, la cual obtiene energía térmica mediante la fisión nuclear del núcleo de los átomos y del combustible nuclear. El reactor nuclear es el encargado de provocar y controlar las fisionas atómicas que generan una gran cantidad de energía calorífica, con este calor se calienta el agua para convertirla en vapor a otra presión y temperatura, el agua transformada en vapor sale del edificio y llega hasta una turbina a hacerla girar, en ese momento deja de ser energía calorífica y se convierte en energía cinética. Esta turbina esta conectada a un generador eléctrico el cual convertirá la energía cinética en energía eléctrica.

El sol

Energía DC: Energía de corriente directa

Energía AC: Energía de corriente alterna

El circuito eléctrico

Un circuito eléctrico es básicamente la conexión de ciertos elementos eléctricos que permiten entre si generar, transportar y usar la energía eléctrica con el fin de transformarla en otro tipo de energía.

Elementos de un circuito eléctrico

Generador: Es el lugar donde se produce la electricidad, mantiene una diferencia de tensión en sus extremos. 

Hilo conductor: Hilo por el cual circulan los electrones impulsados por el generador. 

Receptores: Son los elementos que reciben la energía eléctrica y la transforman en formas diferentes, como en luz, calor o sonido. 

Elementos de control: Son los elementos que permite maniobrar con el circuito conectando o desconectando sus diferentes elementos. En estos elementos se encuentra el interruptor el cual es el elemento que permite abrir o cerrar el paso de la corriente eléctrica.

Elementos de protección: Estos elementos protegen a la instalación y a sus usuarios de cualquier daño que los pueda poner en peligro. Entre estos elementos están los fusibles y los interruptores de protección. 

 

Clases de circuitos

Circuito abierto: este es un circuito en el cual no circula la corriente eléctrica por estar interrumpido o no comunicado por medio de un  conductor eléctrico. Este al o estar cerrado no tendrá un flujo de energía que permita que una carga o un receptor de energía aprovechen el paso de la corriente eléctrica. 

Circuito cerrado: este es un circuito en el cual dos o más componentes se pueden conectar a una trayectoria cerrada. El circuito cerrado implica un conjunto de fuentes, interruptores, semiconductores, entre otros. En el circuito cerrado el flujo de la corriente eléctrica circula entre los componentes.

 

Esquemas para crear un circuito eléctrico

Circuito en serie

Son aquellos en los que solo existe un un único camino hasta el final del circuito. Este hace que la energía fluya por todo el circuito y no se presenta independencia en los diferentes lugares de este. 

Circuito paralelo

Un circuito es paralelo cuando hay varios receptores conectados a la misma fuente de alimentación. Cada receptor tiene su propia linea, este tiene dos o mas caminos independientes partiendo desde una fuente de alimentación. 

Como ejemplo podemos ver esta imagen, en la cual hay varios cables conectados a la misma pila (fuente de energía)

Circuito mixto

Es una combinación de varios elementos conectados en paralelo y en serie. Estos elementos se puede poner de la manera que sea pero siempre y cuando se utilice el circuito paralelo y el circuito en serie. Cuando esto sucede se forma un circuito mixto. 

La ley de Ohm

La ley de Ohm fue postulada por el físico y matemático Georg Simon Ohm, donde establece que el flujo de corriente en ampere que circula por un circuito eléctrico cerrado, es directamente proporcional a la tensión o voltaje aplicado, e inversamente proporcional a la resistencia en ohm de la carga que tiene conectada. 

A medida que la resistencia aumenta, la corriente disminuye, y viceversa. Y el valor de la tensión o voltaje es directamente proporcional a la intensidad de la corriente, si el voltaje aumenta la intensidad de la corriente disminuye, y viceversa.

→Tensión o voltaje "E", en volt (V).

 

Se calcula así: R= V(I)

→ Intensidad de la corriente "I", en ampere (A)

Se calcula así: I=V/R

→Resistencia  "R", en ohm de la carga o consumidor conectado al circuito

Se calcula así: R= V/I

 

Ejercicios propuestos con esta ley

 1. Calcular la resistencia de una plancha que tiene un voltaje de 100 V y una intensidad de 4 amperes. 

Solucion: Tenemos que encontrar resistencia "R". Los datos que nos dan son, la tension V= 100 Voltios y la intensidad que son I= 4 amperes. La formula para encontrar resistencia es R= V/I 

R= 100 V / 4 A 

R= 25  . La resistencia de esta plancha es de 25 Ohmios.

 

 

2. Calcular la resistencia de una corriente electrica que tiene 1 amperio y una pila con 4 voltios. 

Solucion: Tenemos que encontrar la resistencia "R". Los datos que ya tenemos son la intensidad I= 1 ampere  , y tenemos la tension V= 4 Voltios. La formula para encontrar resistencia es R = V/I

R= 4 V / 1 A

R= 1  . La resistencia de esta corriente electrica es de 1 Ohmios.

 

 

3. Calcular la intensidad de la corriente de una lavadora cuya corriente electrica es de 220 Voltios y de 22 Ohmios. 

Solucion: Tenemos que encontrar la intensidad "I". Los datos que nos dan son, la tension que son V= 220 y tenemos resistencia que es R= 22 Ohmios. la formula par encontrar intensidad es I= V/R

I= 220 V / 22  

I= 10 A. La intensidad de la corriente es de 10 amperes. 

 

4. Calcular la intensidad de la corriente que aliementa una lavadora de juguete que tiene una resistencia de 10 ohmios y funciona con una bateria con una diferenca potencial de 60 V. 

Solucion: En este problema tenemos que encontrar la intensidad "I"  Ya tenemos la tension que es 60 Voltios y tambien tenemos a resistencia que es 10 Ohmios, ahora para hallar la intensidad debemos usar su formula, la cual es  I= V/R. 

I = 60 V/ 10 

I = 6 A / Se necesitan 6 amperes para alimentar la lavadora de juguete.

 

5. Calcular la tensión que lleva la corriente que alimenta a una cámara si tiene una intensidad de 2,5 amperes y una resistencia de 500 ohmios. 

Solución: Tenemos que encontrar la tensión "V". Los datos que ya tenemos son la intensidad I = 2,5 A y la resistencia R= 500 Ohmios. La formula para encontrar tensión es V= R.I 

V= 500  . 2,5 A 

V= 1.250 Voltios. La tensión que lleva la corriente para alimentar una cámara es de 1.250 Voltios

La ley de Watt

La ley de Watt es la potencia eléctrica dada por un receptor sera directamente proporcional al voltaje del circuito y a la intensidad que circule por este.

Potencia: P=V(I)

Voltaje: V=P/I

Intensidad: I=P/V

Ejercicios propuestos con esta ley

1. Calcular el intensidad que circula por un foco de 75 Watts y con un voltaje de 125 Voltios. 

Solucion: Tenemos que encontrar la intensidad "I". Los datos que nos dan so  la potencia P = 75 Watts, y el voltaje V= 125 Voltios. La formula para encontrar la intensidad es I = P / V 

I= 75 W / 125 V 

I= 0, 6 Amperes. La intensidad que circula por este foco es de 0,6 Amperes.

 

 

2. Calcular la potencia de un motor que tiene una alimentación de 120 Volts y una corriente de 4 Amperes. 

Solución: Tenemos que encontrar la potencia "P". Los datos que tenemos son, el voltaje V= 120 Voltios, y la intensidad I= 4 Amperes. La formula para encontrar potencia es P = V . I 

P= 120 Voltios . 4 Amperes

P= 480 Watts. La potencia de este motor es de 480 Watts. 

 

3. Calcular el voltaje que recibe un circuito que consume 4 Watts, con una corriente de 0.2 Amperes.

 

Solucion: Tenemos que encontrar el voltaje "V" . Los datos que tenemos son la potencia P= 4 Watts, y la intensidad I= 0.2 Amperes. La formula para encontrar voltaje es V = P / I

V= 4 W / 0.2 A

V= 20 Voltios. El voltaje que recibe este circuito es de 20 Voltios.

 

4. Calcular el voltaje que recibe un motor que consume 6000 Watts, y que consume una corriente 20 Amperios. 

Solucion: Tenemos que encontrar el voltaje "V". Los datos que tenemos son, la potencia que es P= 6000 Watts, y la intensidad que es I = 20 Amperios. La formula para encontrar el voltaje es V = P / I 

V= 6000W / 20 A 

V= 300 Voltios. El voltaje que recibe este motor es de 300 Voltios.

 

5. Calcular la potencia que se requiere para mover un motor que toma 10 Amperios de la linea, conectado a 130 Voltios en sus terminales. 

Solucion: Tenemos que encontrar la potencia "P". Los datos que tenemos son, la intensidad que es I= 10 Amperios y el voltaje que es V= 130 Voltios. La formula para encontrar potencia es P= V . I 

 

P= 130 V . 10 A 

P= 1300 Watts. La potencia requerida para mover este motor es de 1300 Watts.