Principios Básicos de Electricidad: Átomos, Carga y Componentes de Circuitos

Carga Eléctrica de Átomos

1. Carga Total de Átomos

Indica la carga total de los átomos que poseen las siguientes partículas:

a) 8 protones y 6 electrones:

Carga: +2 (exceso de 2 protones)

b) 20 protones y 18 electrones:

Carga: +2 (exceso de 2 protones)

c) 13 protones y 10 electrones:

Carga: +3 (exceso de 3 protones)

d) 17 protones y 18 electrones:

Carga: -1 (exceso de 1 electrón)

2. Partículas del Átomo y sus Características

Completa la siguiente tabla relativa al átomo:

3. Fenómenos Eléctricos y Partículas Atómicas

¿Qué partículas del átomo son responsables de los fenómenos eléctricos? Explica por qué.

Los electrones son las partículas responsables de los fenómenos eléctricos. Esto se debe a que son mucho más ligeros que otras partículas subatómicas y, al encontrarse en las órbitas más externas del átomo, pueden ser fácilmente arrancados o transferidos, permitiendo el flujo de corriente eléctrica.

4. Carga de Cuerpos

¿Cómo se carga positivamente un cuerpo? ¿Y negativamente?

Un cuerpo se carga positivamente cuando pierde electrones, creando un déficit de carga negativa. Se carga negativamente cuando gana electrones, resultando en un exceso de carga negativa.

5. Iones: Catión y Anión

¿Qué es un ión? ¿Y un catión? ¿Y un anión?

• Un ión es un átomo o grupo de átomos que ha ganado o perdido uno o más electrones, adquiriendo así una carga eléctrica neta (positiva o negativa).
• Un catión es un ión con carga eléctrica positiva, formado cuando un átomo pierde electrones.
• Un anión es un ión con carga eléctrica negativa, formado cuando un átomo gana electrones.

Materiales Conductores y Aislantes

7. Conductores vs. Aislantes

¿Qué diferencia a un material conductor de un material aislante? Indica dos ejemplos de cada.

La diferencia principal radica en su capacidad para permitir el flujo de corriente eléctrica:

• Un material conductor permite que la electricidad fluya fácilmente a través de él, debido a la presencia de electrones libres. Ejemplos: Cobre, Plata.
• Un material aislante (o dieléctrico) no permite el paso de la electricidad, ya que sus electrones están fuertemente unidos a los átomos. Ejemplos: Plástico, Vidrio.

8. Definición de Corriente Eléctrica

¿Qué es la corriente eléctrica?

La corriente eléctrica es el flujo ordenado de electrones a través de un material conductor.

Sentido de la Corriente Eléctrica

11. Sentido Real y Convencional de la Corriente

¿Cuál es el sentido real de la corriente eléctrica? ¿Y el convencional? ¿Qué diferencia hay?

• El sentido real de la corriente eléctrica es el movimiento de los electrones desde el polo negativo hacia el polo positivo del generador.
• El sentido convencional de la corriente eléctrica es el que se utiliza por convención en la mayoría de los esquemas y cálculos, y va desde el polo positivo hacia el polo negativo del generador.
• La diferencia radica en la dirección asumida del flujo. Aunque el sentido real es el de los electrones, el sentido convencional es el históricamente establecido y ampliamente utilizado, y ambos son válidos para el estudio y diseño de circuitos, ya que los efectos eléctricos son los mismos.

Componentes de un Circuito Eléctrico

12. Definición de Elementos de un Circuito

Define los siguientes elementos de un circuito eléctrico:

• Generadores o Fuentes de Tensión: Son los elementos que transforman otras formas de energía (química, mecánica, luminosa, etc.) en energía eléctrica, suministrándola al circuito.
• Conductores: Son los materiales que conectan los distintos elementos del circuito, permitiendo el flujo de la corriente eléctrica (electrones) a través de ellos.
• Receptores: Son los elementos encargados de convertir la energía eléctrica en otras formas de energía útil (luminosa, térmica, mecánica, sonora, etc.).
• Elementos de Control y Maniobra: Son dispositivos utilizados para dirigir, interrumpir o modificar el paso de la corriente eléctrica en un circuito.
• Elementos de Protección: Son componentes diseñados para proteger el circuito y sus elementos de corrientes excesivas, sobrecargas, cortocircuitos o fugas, garantizando la seguridad.

13. Tipos de Receptores y Elementos de Control

¿Qué tipo de receptores puedes nombrar? Pon un ejemplo de cada uno de ellos. ¿Qué tipo de elementos de control y maniobra puedes nombrar?

Tipos de Receptores:

• Receptores Luminosos: Convierten la energía eléctrica en luz. Ejemplo: Bombillas, LEDs.
• Receptores Sonoros: Convierten la energía eléctrica en sonido. Ejemplo: Timbres, altavoces.
• Receptores Térmicos: Convierten la energía eléctrica en calor. Ejemplo: Resistencias eléctricas (presentes en planchas, estufas).
• Receptores Mecánicos: Convierten la energía eléctrica en movimiento. Ejemplo: Motores eléctricos.

Tipos de Elementos de Control y Maniobra:

• Interruptores: Permiten o impiden el paso de la corriente eléctrica de forma permanente una vez accionados. Tienen dos contactos y dos posiciones estables: abierto (no pasa corriente) y cerrado (pasa corriente).
• Pulsadores: Permiten o impiden el paso de la corriente eléctrica solo mientras se mantienen accionados. Al soltarlos, vuelven a su posición inicial. Tienen dos contactos y dos posiciones: abierto (OFF) y cerrado (ON).
• Conmutadores: Permiten desviar la corriente eléctrica entre dos o más caminos alternativos. Tienen tres o más contactos y varias posiciones estables.

14. Cuadro Eléctrico Doméstico

Este cuadro eléctrico es el de mi casa. ¿Cuántos interruptores diferenciales e interruptores magnetotérmicos hay?

Hay 1 interruptor diferencial y 5 interruptores magnetotérmicos.

15. Clasificación de Componentes de Circuito

Clasifica cada elemento de un circuito con el tipo de dispositivo.

• a) Hilo de cobre: Conductor
• b) Pila: Generador
• c) Voltímetro: Instrumento de Medida
• d) Interruptor: Elemento de Control
• e) Fusible: Elemento de Protección
• f) Lámpara: Receptor
• g) Resistencia: Componente Pasivo / Receptor Térmico
• h) Zumbador: Receptor Sonoro
• i) Altavoz: Receptor Sonoro
• j) Interruptor diferencial: Elemento de Protección
• k) Pulsador: Elemento de Control
• l) Batería: Generador
• m) Conmutador: Elemento de Control
• n) Amperímetro: Instrumento de Medida

Conceptos Clave de Medida Eléctrica

20. Tensión Eléctrica (Voltaje)

¿Qué es la tensión eléctrica? ¿Qué otro nombre recibe? ¿En qué unidades se mide?

La tensión eléctrica (o voltaje) es la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos de un circuito. Representa la energía necesaria para mover una unidad de carga eléctrica entre esos dos puntos. Se mide en voltios (V), y el instrumento utilizado para su medición es el voltímetro.

21. Relación de Términos (Ejercicio)

Relaciona mediante flechas los términos de las siguientes columnas:

(Nota: Las columnas a relacionar no se proporcionaron en el documento original. A continuación, se presenta la solución esperada para un ejercicio de este tipo.)

• a) Relacionado con 2
• b) Relacionado con 3
• c) Relacionado con 1
• d) Relacionado con 4

22. Tabla de Conceptos, Instrumentos y Unidades

Completa la siguiente tabla.