ELECTRICIDAD 2

ELECTRICIDAD 2

1.CIRCUITOS EN SERIE
2. CIRCUITOS EN PARALELO
3. CIRCUITOS MIXTOS
4. IMANES Y ELECTROIMANES
5. GENERADORES
6. MOTOR ELÉCTRICO

1. CIRCUITOS EN SERIE

1.1. CONEXIÓN EN SERIE DE GENERADORES
Dos generadores están en serie cuando están conectados uno detrás de otro, los bornes que se unen tienen que tener signo opuesto.

1.2. LA TENSIÓN EN SERIE, SE SUMA
La tensión total del circuito será la suma de las tensiones de los generadores.
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 1.3 A MAYOR TENSIÓN, MAYOR POTENCIA
Al aumentar la tensión que se aplica a un circuito, se aumenta también la potencia que éste puede proporcionar. Sólo tenemos que poner más pilas en serie para obtener una mayor potencia en el aparato.

1.4. ALGUNOS GENERADORES
Algunos generadores no son lo que parecen, como por ejemplo las pilas de petaca. Las pilas de petaca parecen un generador grande, pero en realidad son varias pilas pequeñas conectadas en serie.

1.5. CÉLULAS SOLARES CONECTADAS EN SERIE 
Muchas células solares se unen para formar un panel solar y así, poder tener más tensión.

1.6. CONEXIÓN EN SERIE DE RECEPTORES
Dos receptores están en serie cuando se conectan uno detrás de otro, utilizando el mismo cable. 



1.7 CUANDO FALLA UN RECEPTOR, DEJA DE FUNCIONAR EL CIRCUITO
Si un receptor está conectado en serie y falla, es decir, se rompe y deja de funcionar, el circuito entero dejara de funcionar, ya que los electrones no podrán pasar de ahí.

La pila es de 3V, que se reparte entre
las tres bombillas por igual (1V),
porque tienen la misma resistencia.

1.8 LOS RECEPTORES EN SERIE SE REPARTEN LA TENSIÓN DEL GENERADOR
Los receptores en serie se reparten la tensión que proporciona el generador de forma proporcional a su resistencia.



2. CIRCUITOS EN PARALELO

2.1. CONEXIÓN EN PARALELO DE GENERADORES
Dos o más generadores están conectados en paralelo cuando los bornes de la misma polaridad están conectados entre sí. De los bornes sale un cable con la corriente.

2.2. DOS O MÁS GENERADORES EN PARALELO PROPORCIONAN LA MISMA TENSIÓN QUE UNO SOLO
Si conectamos varios generadores en paralelo correctamente, que tengan todos la misma tensión, la tensión del conjunto será la misma que la de uno solo.

2.3. LA CONEXIÓN DE PILAS Y BATERÍAS EN PARALELO AUMENTA LA AUTONOMÍA DEL CIRCUITO
Aumentando la autonomía lo que se consigue es aumentar el tiempo de funcionamiento del circuito.

2.4. LAS CENTRALES ELÉCTRICAS SE CONECTAN EN PARALELO ENTRE SÍ

Las centrales eléctricas se conectan en paralelo entre ellas para inyectar corriente a la red eléctrica y para que así se sume su electricidad a la de otras centrales. Cuanta más
corriente eléctrica, más consumidores de electricidad podrán conectarse a la red.

2.5. CONEXIÓN EN PARALELO DE RECEPTORES
Para conectar receptores en paralelo, el cable principal que proviene del generador se debe bifurcar en dos o más cables, tantos como receptores,

Esta imagen sirve para las dos explicaciones, anterior y posterior.

2.6. LA TENSIÓN DEL GENERADOR LLEGA A TODOS LOS RECEPTORES CONECTADOS EN PARALELO
En paralelo, los receptores reciben toda la tensión que proporciona el generador, como si estuvieran conectados directamente. Si la pila es de 3V, el receptor tendrá una tensión de 3V.  

2.7. SI UNO DE LOS RECEPTORES SE APAGA O SE ESTROPEA, LOS DEMÁS SIGUEN FUNCIONANDO
La corriente eléctrica circula por diferentes ramales, si uno de estos ramales está abierto, la corriente puede circular por los otros
ramales sin problemas.

2.8. CUANTOS MÁS RECEPTORES EN PARALELO, MÁS RÁPIDAMENTE SE DESCARGAN LAS PILAS 

Cuantos más receptores en paralelo se conecten a un generador, más corriente eléctrica deberá suministrar. Esto aplicado a una pila, tendrá como consecuencia que la pila se descargue más rápido. 

3. CIRCUITOS MIXTOS

3.1. CONEXIÓN MIXTA O SERIE-PARALELO
Hablamos de conexión mixta, o serie-paralelo, cuando un circuito tiene unos componentes conectados en serie y otros en paralelo. 

3.2. EJEMPLO DE CONEXIÓN MIXTA

Para construir una linterna potente y que pueda funcionar muchas horas, se utilizan pilas conectadas entre sí en
serie-paralelo. Una linterna utiliza un grupo de tres pilas conectadas en serie para obtener la tensión que necesita
una bombilla potente. Para aumentar el tiempo que puede permanecer encendida, se conectan en paralelo dos de
estos grupos de pilas. De esta manera conseguimos potencia y autonomía.

3.3. LAS CONEXIONES MIXTAS SON MUY COMUNES EN LOS CIRCUITOS ELECTRÓNICOS
Las conexiones mixtas de receptores eléctricos, como bombillas, motores o zumbadores, no son muy comunes, pero la mayoría de los componentes que forman los circuitos electrónicos están conectados de esta manera.

4. IMANES Y ELECTROIMANES

4.1. MAGNETISMO
Un imán, o imán permanente, es un cuerpo que tiene la propiedad de atraer objetos de hierro, níquel y cobalto. 
Los imanes se fabrican a partir de aleaciones de metales y se pueden hacer con la forma que queramos, en forma de
barra, en forma de herradura, etc.

4.2. LOS IMANES TIENEN DOS POLOS
Los imanes tienen dos caras diferentes llamadas polos: un polo norte (N) y un polo sur (S). La manera más fácil de identificar los polos de un imán es utilizando una brújula. Un ejemplo de imán es la brújula. Si acercamos una 
brújula a un imán, la aguja  siempre 
apuntará hacia el polo sur del imán.

4.3. CAMPO MAGNÉTICO DE UN IMÁN
Se llama campo magnético a la zona del espacio de alrededor de un imán en la que se puede apreciar los efectos de su fuerza magnética. Se representa con líneas y flechas que salen del polo norte del imán y van hasta el polo sur. Es posible visualizar la forma del campo magnético de un imán espolvoreando limaduras de hierro a su alrededor. Las
limaduras se irán distribuyendo siguiendo las líneas de fuerza del campo magnético.

4.4. LA LEY DE LOS POLOS
La ley de los polos nos dice la manera como se comportan dos imanes cuando los acercamos. Es muy
simple: los polos iguales se repelen, los polos diferentes se atraen.

4.5. APLICACIONES DE LOS IMANES
Los imanes tienen numerosas aplicaciones tecnológicas: motores eléctricos, generadores, altavoces, aparatos de
medida, sujeciones, etc.

4.6. ELECTROMAGNETISMO
En el año 1820, el físico danés Hans Christian Oersted, descubrió que la corriente eléctrica que circula por un cable es capaz de crear un campo magnético alrededor suyo, igual que un imán permanente. James Clerk Maxwell, llegó a la conclusión de que electricidad y magnetismo son diferentes manifestaciones de un mismo fenómeno, por lo que en la actualidad se habla de electromagnetismo.

4.7. ELECTROIMANES
Un electroimán es un componente eléctrico que se comporta como un imán cuando circula corriente eléctrica por su interior. Está formado por una bobina de hilo conductor (con aislante) enrollada alrededor de un núcleo de hierro o acero. Los electroimanes, son como los imanes permanentes, pero sólo se manifiestan cuando el electroimán está conectado a la corriente.

4.8. CAMBIO DE LA POLARIDAD DE UN ELECTROIMÁN
Es muy fácil cambiar la polaridad de un electroimán, sólo hay que cambiar la polaridad de la corriente que lo alimenta.

4.9. APLICACIONES DE LOS ELECTROIMANES

Los electroimanes tienen muchas ventajas respecto a los imanes permanentes, las ya citadas anteriormente. Algunas de sus utilidades son: motores eléctricos, altavoces, aparatos médicos, timbres, etc.


5. GENERADORES

5.1. INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA
Un campo magnético puede generar corriente eléctrica, y viceversa, como ya hemos visto anteriormente.
 La inducción electromagnética es generar corriente eléctrica
mediante campos magnéticos, esto fue descubierto por Faraday.
Faraday descubrió que si movemos un imán cerca de un conductor eléctrico, en el interior del conductor se genera corriente eléctrica. La cantidad de corriente será mayor cuanto más rápido
sea el movimiento del imán. Si el imán se para, cesa la corriente. A la corriente generada mediante inducción electromagnética se le llama corriente inducida.

La regla general es que se obtiene una corriente inducida en una bobina siempre que se expone
a un campo magnético fluctuante, es decir, que no varía con el tiempo. Si el campo magnético es siempre igual, no hay
inducción electromagnética.

 5.2. Generadores eléctricos
Los generadores dinamoeléctricos transforman la energía mecánica de rotación en energía eléctrica, y se utilizan en casi todas las centrales eléctricas: térmicas, eólicas, hidroeléctricas, nucleares, etc. Unos generadores eléctricos producen corriente alterna (alternadores) y otros producen corriente continua (dinamos).
El ejemplo más sencillo de generador dinamoeléctrico es el de la bicicleta. El tipo de corriente que produce el generador es alterna (alternador). 

6. EL MOTOR ELÉCTRICO

6.1. ¿QUÉ ES UN MOTOR ELÉCTRICO?
Un motor eléctrico es una máquina que transforma la energía eléctrica en energía mecánica de rotación.


6.2. EL MOTOR DE IMANES PERMANENTES
El motor eléctrico de  imanes permanentes es el de  funcionamiento más sencillo y uno de los más utilizados.
Estos motores están presentes en un gran número de aparatos eléctricos y electrónicos (juguetes, cepillos de dientes).
Los motores eléctricos de corriente continua de imanes permanentes suelen ser pequeños, y se utilizan en trabajos que requieran poca potencia.
Los motores eléctricos de corriente alterna, más potentes, se utilizan en las industrias.


6.3. UN MOTOR ELÉCTRICO POR DENTRO

Un motor eléctrico consta de las siguientes partes: un imán (crean fuerzas magnéticas fijas), un rotor (es el conjunto de piezas que giran), un electroimán (crean fuerzas magnéticas variables), un eje (es un cilindro alargado de acero), un colector (está formado por delgas que dejan pasa la corriente), unas escobillas (permite el paso de la  corriente y una carcasa (da rigidez y protege las zonas delicadas).

6.4. IMANES Y ELECTROIMANES
El funcionamiento de los motores eléctricos está basado en las propiedades de los imanes y electroimanes.

6.4.1. IMANES
Un imán (o imán permanente) es un cuerpo que tiene la propiedad de atraer objetos de hierro o acero. Tiene dos
polos: polo norte (N) y polo sur (S).
Los imanes son capaces de crear un campo magnético alrededor suya.

6.4.2. Electroimanes
Un electroimán es un componente eléctrico que se convierte en un imán cuando lo atraviesa la electricidad. Tiene un polo norte (N) y un polo sur (S), pero sólo cuando está activado.

6.4.3. La ley de los polos
Esta ley nos predice el comportamiento que tienen dos imanes cuando los acercamos: los polos iguales se repelen,
los polos diferentes se atraen. Los electroimanes también cumplen la ley de los polos.

6.5. ¿Cómo funciona un motor eléctrico?

-ELECTROIMÁN CON MOVIMIENTO LINEAL

El movimiento de un motor eléctrico se consigue por la acción de fuerzas de atracción y repulsión que se producen
entre imanes y electroimanes.

-ELECTROIMÁN CON ROTACIÓN PARCIAL
Si, en lugar de dejar que el electroimán levite, ponemos un eje que le permita girar, podemos conseguir un
movimiento de rotación parcial. 

-MOTOR ELÉCTRICO ELEMENTAL
 Para construir un motor eléctrico hemos de poner el eje centrado y un sistema que evite que los cables se enreden. También deberemos hacer que la polaridad de los electroimanes del rotor cambie cíclicamente. Esto se consigue con un sistema de colector y escobillas. De esta manera se producirán movimientos de atracción y repulsión cíclicos que hacen girar al motor.
Los motores comerciales tienen dos imanes enfrentados, de esta manera las fuerzas magnéticas se duplican y el
motor gira mejor. También suelen tener rotores con más de un electroimán (motores reales, 10.000 rpm).