Circuitos eléctricos
Explicar las componentes de un circuito eléctrico.
Esquematizar
Los circuitos eléctricos son redes de diferentes materiales que se comportan de determinada manera cuando las cargas libres de su interior son impulsados. Para provocar el movimiento de las cargas, se deben inducir campos eléctricos dentro de los materiales de un circuito. Para esto, se usan dispositivos llamados fuentes.
Elementos de un Circuito eléctrico
Fuente o generador:
donde alguna forma de energía se transforma en energía eléctrica como las usinas hidroeléctricas, los grupos electrógenos, pilas o baterías.
Conductor o cables:
Transportan la energía y se representan con líneas rectas que unen las distintas partes del circuito
Aparatos eléctricos:
En ellos, la energía eléctrica, se transforma en otro tipo de energía, ej. Luz y calor en una lamparita.
Se les da el nombre genético de resistencias.
Llaves o interruptores:
Para que las transformaciones de energía se produzcan, el circuito debe estar cerrado, es decir todas las partes conectadas entre sí, sin interrupciones. Si el circuito se abre en algún lugar, dejan de producirse transformaciones energéticas, tanto en el generador como en los aparatos.
¿Qué es la corriente eléctrica?
Si un circuito eléctrico está cerrado, los cables transportan energía eléctrica desde la fuente hasta el resto de las partes del circuito. Cuando se cierra el circuito, los electrones libres del conductor adquieren energía suministrada por la fuente, que les permite desplazarse; ese desplazamiento; ese desplazamiento es la corriente eléctrica.
¿Qué es la intensidad de corriente eléctrica?
Cuando se cierra el circuito, los electrones libres del conductor adquieren energía suministrada por la fuente, que les permite desplazarse; ese desplazamiento o flujo de carga eléctrica es la corriente eléctrica.
Se llama intensidad de la corriente eléctrica a la cantidad de carga eléctrica por unidad de tiempo que pasa por una sección del conductor:
¿Cuál es el sentido convencional de la corriente?
La convención para asignarle un sentido de circulación a la corriente eléctrica se adopto antes de que se descubriera la existencia de electrones, cuando se creía que en los conductores metálicos la corriente se debía a la circulación de cargas positivas.
Se mantiene como sentido convencional de la corriente eléctrica al sentido de movimiento de las cargas positivas (contrario al del movimiento de los electrones). Según el sentido de la corriente cambia o no a lo largo del tiempo, la corriente eléctrica puede ser de dos tipos: continúa (DC), también llamada directa, y alterna (AC). La corriente continua es la que suministran las pilas o baterías, en cambio, la corriente de la red que llega a los hogares es alterna.
¿Qué es la FEM?
Para que circule una corriente eléctrica en un conductor, es necesario que haya una diferencia de potencial eléctrico entre sus extremos.
Las fuentes de un circuito son los elementos que proveen la energía necesaria para poner en movimiento las cargas y mantener constante el flujo de estas.
La energía entregada por la fuente a una carga e valor igual a 1 C que la atraviesa se llama fuerza electromotriz (fem):
La fuerza electromotriz no es una fuerza y se mide en volts.
Esquematizar y explicar los instrumentos para medir la intensidad y la diferencia de potencial
Instrumentos de medición
El instrumento que se utiliza para medir la intensidad de la corriente eléctrica se llama amperímetro
Mide la intensidad de corriente que pasa por su interior y se conecta en serie, de manera que lo atraviese la misma corriente que sea medir.
La diferencia potencial entre dos puntos de un circuito se mide usando un voltímetro
Indica la diferencia de potencial que hay entre sus bornes y se conecta en paralelo
¿Qué es la resistividad? ¿Es sinónimo de resistencia eléctrica?
La resistividad es una característica de cada material, que indica su resistencia por unidad de longitud y de sección, y se debe a las interacciones entre los electrones libres del material y la red de átomos.
Además, la resistividad depende de la temperatura a la que se encuentre el material.
En general, al aumentar la temperatura aumenta la resistividad.
La resistencia eléctrica depende de su geometría (longitud y sección), del material con el que este hecha (resistividad) y de la temperatura
Resistividad = Ω.m
Resistencia eléctrica = p.1/s
Explicar la ley de Ohm
Si se conectan resistencias de distinto valor a una misma diferencia de potencial, se observa que la intensidad de la corriente que circula por cada una de ellas es inversamente proporcional al valor de la resistencia.
Por otra parte, si se conecta una misma resistencia a distintos valores de diferencia de potencial, la intensidad de la corriente que circula por ella aumenta proporcionalmente al voltaje
Estos dos hechos permiten establecer la siguiente relación, llamada ley de ohm: 
La ley de ohm no es una propiedad general, ya que hay materiales en los que no se cumplen.
Para los conductores metálicos, en los que la resistencia varía notablemente con la temperatura, la ley de ohm cumple dentro de un margen de valores de esta.
¿Qué es una resistencia equivalente o total?
Se llama resistencia equivalente o total al valor que tendría una única resistencia que, al reemplazar a todas las que forman esa parte del circuito, no altere la corriente total que circula
Conexión en serie:
Cuando dos o más resistencias están conectadas en serie son atravesadas por la misma corriente y si se desconecta una de ellas, se interrumpe el circuito y deja de circular la corriente.
Conexión en paralelo:
Varias resistencias están en paralelo cuando se encuentran todas conectadas a la misma diferencia de potencial. De esta manera, al llegar al paralelo, la corriente se divide y por cada una de ellas circula una corriente menor, que depende del valor de cada resistencia. En la conexión en paralelo, la inversa de la resistencia equivalente es la suma de las inversas de cada resistencia conectada en paralelo
Energía y potencia de los circuitos eléctricos
1) ¿Cómo se determina la potencia eléctrica?
La potencia eléctrica es la rapidez con que la energía eléctrica se transforma en otra forma de energía. Dividiendo las expresiones anteriores por t se puede conocer la potencia de una fuente o de una resistencia. P= V.I
2) ¿Qué es el Kilowatt-hora?
1 Kw h es la energía que consume un artefacto cuya potencia es de 1000 watts al funcionar durante una hora (3600 s), por lo tanto equivale a 3.600.000 J. Este valor pone en evidencia porque es mas practico cuando el consumo energético es elevado. Es utilizado por las empresas de suministro eléctrico
3) ¿Qué entiende por Resistencia interna?
Al conectar una pila o batería en un circuito la diferencia de potencial que se establece es menor que la fuerza electromotriz de la fuente. Esto se debe a que la pila opone cierta resistencia al pasaje de la corriente eléctrica, es decir que posee una resistencia propia. Esto se conoce como resistencia interna (Rint)
4) ¿Qué es un circuito en serie? Principio de la conservación de la energía eléctrica
Un circuito en serie es aquel en el que hay un solo camino posible para la corriente eléctrica; por todos los elementos del circuito pasa la misma intensidad de corriente.
El principio de conservación de la energía establece que la cantidad de energía total de un sistema aislado se conserva y por lo tanto la energía que suministra la pila es igual a la suma de las energias transformadas en cada lamparita.
5) ¿Qué es un circuito en paralelo? Principio de la conservación de la carga eléctrica
En un circuito en paralelo, todos los elementos están conectados a la misma diferencia de potencial. Las conexiones forman ramas que presentan distintos caminos para la corriente eléctrica.
Por el principio de conservación de carga eléctrica, la carga total que fluye por el circuito no se destruye, por lo tanto la intensidad de la corriente total del circuito debe ser igual a la suma de las intensidades en cada lamparita.