LA ELECTRICIDAD Y el magnetismo

1. LA ELECTRICIDAD Y el magnetismo

2. INDICE Las cargas eléctricas Los imanes Las fuerzas del magnetismo Los usos del magnetismo El magnetismo terrestre El electroimán La corriente eléctrica Los circuitos eléctricos Construcción de un circuito eléctrico Una pila casera Ejercicios

3. LAS CARGAS ELÉCTRICAS ¿QUÉ ES LA ELECTRICIDAD ? Consiste en un movimiento ordenado de cargas eléctricas por un mismo objeto. Las cargas que usamos a diario son las cargas eléctricas negativas y son las responsables de todos los aparatos que usamos a diario. La esencia de la electricidad es la carga eléctrica. Existen dos clases distintas, que se denominan cargas positivas ( protones) y negativas (electrones). Estas tienes dos cualidades fundamentales: Cargas del mismos signo se repelen. Cargas de distinto signo se atraen.

4. Cargas eléctricas

5. Neutrones El neutrón es necesario para la estabilidad de casi todos los núcleos atómicos (la única excepción es el hidrógeno), ya que interactúa fuertemente atrayéndose con los protones.

6. Protones Los protones están clasificados como bariones y se componen de dos quarks arriba y un quark abajo, los cuales también están unidos por la fuerza nuclear fuerte mediada por gluones.

7. Electrones Los electrones tienen una masa pequeña respecto al protón, y su movimiento genera corriente eléctrica, aunque dependiendo del tipo de elemento o compuesto en el que se genere, necesitará más o menos energía para provocar esta corriente eléctrica. Estas partículas desempeñan un papel primordial en la química ya que definen las atracciones con otros átomos. La descarga eléctrica de una rayo puede tener un máximo de corriente de 200.000 amperios y un voltaje de aproximadamente 100.000.000 voltios .

8. TEORÍA DE BOHR 1913 Los electrones se mantienen a cierta distancia del núcleo, en niveles denominados capas. Los protones y neutrones se encuentran en el núcleo. Hay otras partículas subatómicas: muones, gluones, gravitones. Los quarksyleptones, son probablemente los fragmentos de materia más pequeños, conocidos como partículas elementales + + + + +

9. ¿CÓMO SE CARGAN LOS CUERPOS? Todos los objetos , normalmente, tiene el mismo número de cargas positivas que negativas, decimos que son eléctricamente neutros. Las cargas negativas pueden pasar fácilmente de un cuerpo a otro. Este ocurre si frotamos un globo con un paño. Si lo ponéis en el pelo, observar lo que pasa.

10. Paloma mensajera Se piensa que las palomas mensajeras se basan en el campo geomagnético para encontrar el camino a casa.

11. Peces eléctricos Tienen grupos de células por todo el cuerpo que pueden producir electricidad. • Generan un campo eléctrico . • Generan descargas eléctricas para defensa y caza.

12. Impulso nervioso La entrada y salida de algunas sustancias en la neurona produce diferencia de cargas entre un lado y otro, lo que hace el impulso nervioso avance.

13. HISTORIAS DE LA ELECTRICIDAD FRANKLIN Las propiedades eléctricas de ciertos materiales ya eran conocidas por civilizaciones antiguas. En el año 600 AC, Tales de Mileto había comprobado que si se frotaba el ámbar, éste atraía hacia sí a objetos más livianos. Se creía que la electricidad residía en el objeto frotado. De ahí que el término "electricidad" provenga del vocabulario griego "elektron", que significa ámbar. Franklin confirmó también que el rayo era efecto de la conducción eléctrica, a través de un célebre experimento, en el cual la chispa bajaba desde una cometa remontada a gran altura hasta una llave que él tenía en la mano.

14. Los imanes Un imán es un objeto capaz de atraer objetos fabricados con hierro y otros metales. A la propiedad de los imanes de atraer otros objetos se llama magnetismo. Hay minerales, como la magnetita, que son magnéticos y atraen algunos objetos metálicos. Con estos minerales se pueden fabricar imanes naturales. Los imanes que usamos normalmente son imanes artificiales. Los objetos que quedan pegados a un imán se comportan como imanes temporales.

15. Las fuerzas entre imanes Todos los imanes tienen dos zonas que llamamos polo norte magnético y polo sur magnético. Estas zonas se suelen marcar con colores diferentes. Cuando enfrentamos dos imanes se pueden atraer o repeler: Si los enfrentamos con los polos iguales se repelen. Si los enfrentamos con polos diferentes se atraen.

16. EL MAGNETISMO TERRESTRE La tierra se comporta como un imán gigantesco. Los polos magnéticos de la Tierra están situados cerca del Polo Norte y del Polo Sur. El magnetismo de la Tierra se emplea para orientarse mediante la brújula. Una brújula tiene un imán en forma de aguja que puede girar. Cuando la brújula se deja en posición horizontal, la aguja gira hasta señalar el Polo Norte.

17. El electroimán Un electroimán es un aparato que funciona como un imán cuando se conecta, y deja de serlo cuando se desconecta. Para que un electroimán funcione, hay que conectar el hilo de cobre a un circuito eléctrico.

18. LOS USOS DEL MAGNETISMO • El magnetismo tiene muchos usos: • en los imanes, • en los electroimanes, • en los soportes magnéticos, • y en las bandas magnéticas

19. LOS IMANES Se usan en cierres de bolsos y puertas, en muchos juguetes, en las dinamos de las bicicletas, en los altavoces, en los micrófonos, en los trenes de alta velocidad…. También hay imanes en los motores eléctricos.

20. EN LOS ELECTROIMANES Se emplean para los timbres o en las máquinas que sirven para separar objetos metálicos de otros residuos.

21. EN LOS SOPORTES MAGNÉTICOS Son las cintas de casete o de videocámara, los discos duros de los ordenadores y las tarjetas de memoria de los teléfonos móviles o las cámaras digitales. Se emplean para almacenar información.

22. LAS BANDAS MAGNÉTICAS Son unas tiras de color negro que se usan en las tarjetas de crédito, en algunos carnés, en entradas de espectáculos…. En ellas se almacena información, como por ejemplo el nombre del propietario del carné.

23. Materiales conductores y aislantes Los materiales aislantes: cuyos átomos ni ceden ni captan electrones, es decir no conducen la corriente eléctrica. Entre esos materiales se encuentran el plástico, la mica, el vidrio, la goma, la cerámica, etc. Todos esos materiales y otros similares con iguales propiedades, oponen total resistencia al paso de la corriente eléctrica. Conductoresson todos aquellos materiales o elementos que permiten que los atraviese el flujo de la corriente o de cargas eléctricas en movimiento: cobre, plata, agua,

24. Los efectos de la corriente eléctrica Efecto calorífico: Al circular la corriente eléctrica por un cable, se calienta, transformándose en calorífica: plancha, tostadora, secador… Efecto magnético: un cable por el que circula la corriente eléctrica se comporta como un imán. Por eso el cable atrae o repele a otros imanes . Los electroimanes utilizan este efecto. Efecto luminoso: la corriente eléctrica puede producir luz, como en una bombilla, los faroles, las pantallas de los televisores… Efecto sonoro: la corriente se transforma en sonido en los altavoces, por ejemplo los de una radio. Efecto mecánico: en los motores eléctricos la corriente eléctrica se aprovecha para producir un movimiento giratorio. Los motores tiene un imán y un trozo de cable conductor enrolladoalrededor de un eje. Hay motores eléctricos en: ventiladores, calefactor, batidora, microondas, lavadora…

25. TRANSPORTE Y MAGNETISMO Un tren de levitación magnética es un tren que se desplaza suspendido en el aire por encima de una vía gracias a la fuerza del magnetismo. Al no descansar directamente sobre los raíles ni sobre ruedas, su movimiento es mucho más suave y tiene que vencer una fuerza de rozamiento menor, por lo que puede alcanzar una velocidad más alta. Otra ventaja de estos trenes, además de su velocidad que alcanza los 600km/h, es que al no haber rozamiento son un medio de transporte muy silencioso. Su principal inconveniente es elevado coste económico. Además desplazar el enorme peso de un tren que debería transportar tanto pasajeros como mercancías requiere una gran cantidad de energía.

27. ¿Qué es un circuito eléctrico? Es un conjunto de elementos que permite generar, distribuir y aprovechar la corriente eléctrica.

28. CIRCUITOS ELÉCTRICOS Cables: transmiten la corriente eléctrica desde el generador hasta los demás elementos del circuitos Generador; produce la corriente eléctrica. Tiene dos bornes, por uno sale la carga y por el otro entra. Bombilla: aprovechan la corriente eléctrica que la transforman en luz. Interruptor:permite o interrumpe el paso de la corriente eléctrica

29. Los generadores Pilas: es ellas ocurren reacciones químicas que producen una corriente eléctrica, Se usan en linternas, juguetes, cámaras…: Baterías recargables: funcionan de manera parecida a las pilas, pero cuando se agotan, pueden recargarse Alternadores y dinamos: producen la corriente eléctrica gracias al giro de un aparato: se usan en las bicis para la luz, en las baterías de los coches… Células o paneles fotovoltaicos: aprovechan la luz y la transforman en energía eléctrica: en calculadoras, en satélites artificiales y en los edificios.

30. Receptores eléctricos Son los aparatos que aprovechan la corriente eléctrica que circula por los circuitos eléctricos para realizar tareas diversas, en las que se transforma la energía eléctrica en otros tipos de energía. Bombilla: es un receptor eléctrico que emite luz ya que transforma la energía eléctrica en luminosa Motor eléctrico: en un ascenso se utiliza la corriente eléctrica para subir y bajar la cabina del ascensor. Ordenadores, televisores y equipos de música, son receptores eléctricos que aprovechan la corriente eléctrica para producir imágenes, sonidos… Estufa: transforma la energía eléctrica en calor.

31. CIRCUITOS Y RED ELÉCTRICA

32. Construcción de un circuito eléctrico Material Pila Bombilla y portabombillas. Encuadernadores metálicos. Hilos eléctricos. Goma elástica. Tapa de cartón de una caja.

33. Procedimiento • Para construir el circuito haz lo siguiente: • 1. corta cinco trozos de hilo eléctrico , dos trozos de unos 12 cm, y los otros tres trozos de unos 4 cm. • 2. Luego, quita la cubierta de plástico de los extremos de los cables. • 3. A continuación, perfora la tapa de la caja y coloca los encuadernadores formando un cuadrado. Después coloca los hilos eléctricos. • 4. Seguidamente , coloca la pila y sujétala mediante la goma elástica, y por último coloca el portabombillas y las bombillas.

34. Reflexión • Una vez acabado el montaje realiza las siguientes pruebas y contesta a las preguntas propuestas . • Bajo la lámina del encuadernador que hace de interruptor hasta que toque el otro encuadernador. ¿Qué ocurre? ¿Por qué? • Vuelve a levantar la lámina, verás que la bombilla sed apaga. ¿Por qué? • ¿Por qué los encuadernadores han de ser metálicos? ¿Qué ocurriría si fueran de plástico?

35. Por último puedes modificar el circuito eléctrico que has construido para realizar otra prueba. Coloca ahora dos portabombillas con sus respectivas bombillas, uno detrás del otro. • ¿Las bombillas se iluminan más o menos que cuando sólo había una bombilla? • ¿A qué crees que se debe? ¡Atentos! Nuestro interruptor son los encuadernadores

36. EXPERIMENTO UNA PILA CASERA Una pila es un dispositivo que produce o genera electricidad a partir de reacciones químicas . Las pilas que usamos habitualmente están formadas por diversas partes: una pasta química llamada electrolito y dos electrodos, de los que asoman los bornes por el exterior. Cuando se produce las reacciones químicas en el electrolito, la corriente circula por la pila desde uno de los electrodos al otro. Fabricar una pila casera es sencillo y requiere de elementos fáciles de encontrar: un limón, un led, dos trozos de cable, un clavo de cobre y otro común, unas tijeras y un poco de cinta aislante.

37. PROCEDIMIENTO • Pelar con las tijeras los extremos de los cables. • Sujetar un trozo de cable a cada clavo. • Conectar un cable a cada uno de los dos extremos del led. • Cortar el limón por la mitad e introducir en él ambos clavos , teniendo en cuenta que no deben tocarse. Una vez hecho esto , comprobar que el led se enciende gracias a la electricidad producida por la pila EXPLICACIÓN El limón en realidad no contiene electricidad, sino que ésta se produce por el hecho de unir metales diferentes.

38. Ejercicios ¿El magnetismo de la tierra se emplea para orientarse mediante? Una brújula. Dime todos los usos del magnetismo. Los imanes. Los electroimanes. Los soportes magnéticos. Las bandas magnéticas.

39. Es un objeto que funciona como un imán cuando se conecta, y deja de serlo cuando se desconecta. ¿Qué es un Electroimán? Observar estas ilustraciones: En cual de las dos ilustraciones los imanes se atraen y en cual se repelen. A.- Se repelen. B.-Se atraen. a B

40. FIN