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Principios de Electricidad - Contenido educativo

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Subido el 6 de noviembre de 2023 por Francisco J. H.

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Introducción y breve repaso de magnitudes fundamentales en electricidad.

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Hola buenas tardes, soy Jesús y vamos a ver un recorrido rápido por la 00:00:00
presentación que os dejé pues para ir perdiendo el miedo a este apasionante 00:00:06
tema de electricidad y electrónica. Aprovecho para saludaros y desearos 00:00:11
todo lo mejor, así que preparémonos para lo peor y confiemos en lo mejor, que es lo 00:00:16
único que vamos a hacer. El día 23, 27 perdón, el próximo lunes quizá podáis salir, así que 00:00:21
eso es una muy buena noticia. Los adultos creo que todavía no a comprar, yo el día 00:00:25
4 de abril creo que voy a ir a botear, no se puede hacer publicidad de marcas 00:00:31
comerciales, o no se debe, en fin, para no decir el súper, el merca, vaya. 00:00:36
Vamos a, voy a compartir con vosotros la presentación y vamos a ir viendo algún 00:00:42
que otro punto. Si soy capaz abriré otra aplicación que tengo por aquí 00:00:48
para ver si nos deja pintar alguna cosa en pantalla, ¿de acuerdo? 00:00:56
Vale, sin más dilación, comparto la pantalla, disculpad que no estáis viendo lo que 00:01:04
debería ser, ahora sí. Electricidad y electrónica, como dice ahí, pues la 00:01:14
materia es moléculas de, moléculas del material del que se trate, y el material 00:01:19
del que se trate es asociación de átomos formando moléculas y enlaces de 00:01:28
varios tipos, metálicos, covalentes, en fin, todo lo que estéis estudiando en 00:01:34
química os estudiaréis en un futuro muy próximo. Entonces hay electrones girando 00:01:39
y orbitando alrededor del núcleo y en el núcleo hay protones y neutrones. 00:01:44
Los protones se descargan de un distinto valor, se atraen de distintos signos, 00:01:49
los mismos signos se repelen. Cuando los electrones tienen baja intensidad van 00:01:54
perdiendo órbitas cercanas al núcleo, al contrario, van saltando a órbitas más 00:01:59
exteriores. Cuando más cerca del núcleo están, más rápido orbitan, ¿de acuerdo? 00:02:05
Los electrones, hay átomos que no están en equilibrio por muchos motivos, por 00:02:11
algún choque, por un aporte de energía, entonces quedan electrones libres en las 00:02:18
últimas capas que son susceptibles de saltar al átomo que está adyacente a su 00:02:23
lado. Entonces, con una agitación en un extremo de un conductor, un conductor es 00:02:28
un material fácilmente excitable en el cual quedan átomos en las últimas capas 00:02:34
susceptibles de saltar al de al lado, como decía, entonces pues con un 00:02:40
aporte energético en un extremo del conductor la corriente puede pasar. ¿Qué 00:02:46
es la corriente? La corriente es una diferencia de potencial que hay entre 00:02:51
dos, entre dos lugares. Imaginaos una nube, imaginaos la tierra. En la nube hay un 00:02:53
montón de roce entre todas las partículas de gas que están a punto de 00:02:59
llover o ya está lloviendo, o sea como fuere. Estos días se estén viendo las 00:03:04
descargas que hay. Entonces eso es una carga negativa gigante en la nube y la 00:03:07
tierra actúa con una carga positiva gigante. Ahí tenemos dos cargas de 00:03:14
distinto signo que además se atraen y cuando la diferencia de potencial es 00:03:19
brutal, porque se agita demasiado la tormenta y se pone muy peligrosa, pues al 00:03:22
final hace la descarga y caiga donde caiga, donde haya más diferencia de 00:03:25
potencial. ¿De acuerdo? Entonces ahí la descarga es muy grande porque además 00:03:31
fijaos que no hay un conductor. El conductor es el vacío, en este caso el 00:03:35
aire. Entonces la diferencia de potencial es atroz. Podéis pensar en más diferencia de 00:03:38
potencial en el campo gravitatorio. Yo si subo una piedra al quinto piso, una 00:03:45
chiñita del tamaño de una carica, pues tenemos esa energía potencial. En el 00:03:49
suelo tendría cero. Esa diferencia de potencial, al soltar la piedra, pues ya 00:03:55
veis que caen. Tampoco hay ningún conductor. 00:03:57
Pero generalmente para la electricidad sí que se usan los conductores. ¿De 00:04:00
acuerdo? Y son aquellos que transmiten energía eléctrica por toda la superficie. 00:04:05
Pasamos al siguiente diapó y nos habla de la electrónica. La electrónica es la 00:04:09
rama de la física que se ocupa del control del movimiento de los electrones en 00:04:15
materiales semiconductores. Los materiales semiconductores están formados 00:04:18
generalmente de dos materiales, uno conductor y otro no lo es tanto, y una 00:04:22
franja intermedia de vacío, o vamos a decir, sin material. Esa franja, cuando se 00:04:27
excitan los materiales de los dos extremos de ese componente, del 00:04:32
componente electrónico, pues la franja de vacíos hace más estrés, de manera que 00:04:38
pueden saltar electrones al otro lado. Entonces, ese control tan exhaustivo de 00:04:42
electrones y de carga eléctrica es lo que ha permitido a la tecnología 00:04:48
desarrollar toda la informática y toda la telecomunicación, miniaturizar 00:04:53
toda la memoria y el coprocesamiento y tener dispositivos del tamaño de un 00:04:58
móvil o más pequeños como los mp4 y menores todavía. Entonces, ese es el 00:05:03
asunto. Luego iremos muchísimo más adelante con los semiconductores para 00:05:09
montar circuitos electrónicos, que es lo que nos permite hacer un consente dirigido 00:05:14
con un mando a distancia del móvil. Pero paso a paso, entonces no vamos a perder 00:05:18
mucho tiempo más, nada más que era la diferencia entre electricidad y 00:05:22
electrónica, que la veis aquí bastante clara cuando minimices. Estudia el movimiento de los 00:05:27
electrones en materiales conductores, la electricidad y la electrónica en 00:05:33
semiconductores. Los circuitos permiten el aprovechamiento de la energía eléctrica y la 00:05:36
transforman en otro tipo de energía mecánica calorífica para calentar las 00:05:39
casas, el coche, etcétera. La electrónica estudia el movimiento de los 00:05:45
electrones en los materiales semiconductores y los circuitos 00:05:49
electrónicos aprovechan el movimiento de los electrones para controlar flujos de 00:05:51
información. Entonces los ceros y los unos que se transportan por las fibras ópticas a la 00:05:54
velocidad prácticamente de la luz, salvo por los rebotes que hay en el interior de 00:05:59
la fibra, decía, todos esos electrones para que viajen por el cable submarino y 00:06:02
lleguen a los servidores de la costa este de Estados Unidos y ahí se repitan 00:06:10
hasta la costa oeste de las servidores de Google y sus referidores respectivos, lo que tienen que llevar es un empujocito. 00:06:13
Ese empujocito es precisamente la electricidad. Se los manda para allá, a los ceros y a los unos, con pulso y no pulso, o manda o no manda, switch off, o off. 00:06:19
Vamos a la siguiente diapositiva, sin más dilación. La minimizo un poco, mejor quitar esto. 00:06:32
Bien, este señor de aquí es Thomas Alba Edison, es el inventor, descubridor, pero bueno, de la 00:06:38
producción eléctrica es el inventor. Entonces, inventor a corriente continua, como 00:06:44
veis ahí, su lámpara incandescente, que terminó con las velas, las lámparas y todo 00:06:48
eso, y venció a la noche. En el siglo XIX, finales del XIX y comienzos del XX, la 00:06:54
bombilla ha estado desperdiciando el 80% de la energía que ha consumido en 00:07:02
forma de calor, cuando no es un aparato diseñado para calentar, pero bueno, ha 00:07:08
iluminado pues todo el siglo XX y parte del XXI, hasta que hemos cambiado las 00:07:12
bombillas de bajo consumo y después a las leds. 00:07:17
¿Veis la gráfica, el cronograma de la corriente continua? Pues a lo largo del tiempo no hay ninguna 00:07:22
variación, 12 voltios que puede tener una pila de petaca, pues ahí se mantiene a lo largo del tiempo 00:07:26
hasta que se gaste, claro. Su voltaje va a mantenerse a 12 voltios hasta que sea 00:07:29
menor y ya no tenga suficiente intensidad para iluminar, o para calentar, o para lo 00:07:34
que necesite que sea en ese caso. La linterna, un calentador pequeñito, bien, 00:07:40
en ese momento los electrones se producen desde el polo negativo de la pila, luego 00:07:47
iremos sobre el sentido y demás. Hemos dicho que la nube era la negativa, la tierra 00:07:51
la positiva y partían los electrones de donde hay más a donde hay menos. 00:07:55
Bien, pues eso, aun siendo así, ahora veremos cómo tiene eso aquel por qué el estudio 00:07:58
se hizo anterior a descubrir cómo iban los electrones en realidad. 00:08:03
Thomas Edison iluminó una ciudad, ahora mismo no recuerdo cuál fue la primera 00:08:09
ciudad que iluminó en Estados Unidos. Tenía un magnate que le actuaba como mecenas y llegó 00:08:14
a apacentar ciento y pico trastornos, los que mejoran la calidad de vida y por ende 00:08:20
la longevidad humana. Sin embargo, no podía llevar la electricidad desde el punto de 00:08:24
producción a un polo bien cercano. ¿Entonces por qué? Pues se le calentaba el cable. 00:08:31
Tampoco el metro tenía mucha posibilidad de usar la energía de corriente 00:08:35
continua porque se calentaban los cables y se fundían y tampoco podían llegar los 00:08:41
periféricos a construir Manhattan. Los obreros de la periferia también en el 00:08:44
inicio de la construcción de Nueva York. Entonces, con todo esto, Nikola Tesla, 00:08:48
que es este señor de aquí, y se sabe poco de él, no, sino que el gobierno pues lo, 00:08:55
como a los graduados con el de clase A de Harvard que los contrata directamente el 00:09:01
gobierno y para que no contrate el enemigo, pues a Nikola Tesla también lo 00:09:06
tuvieron durante la guerra ideando armas súper destructivas para los aviones 00:09:11
alemanes. Bien, aquí veis la gráfica de la corriente continua. Los electrones no van 00:09:19
todos en el mismo sentido, sino que van y vienen. El electrón de la central 00:09:23
eléctrica de Toledo, que me está mandando la energía ahora, o el generador eléctrico de 00:09:28
Zanagoza, de la Muela, pues el electrón que está por allí, mandando, generándose, 00:09:32
generando electricidad y agitándose, desde luego no llega aquí hasta mi barrio del 00:09:38
suroeste de Madrid, sino que se queda por allí, lo que hace es empujar a los que 00:09:41
están al lado. Se mueve un poco, unos cuantos electrones, unos cuantos átomos, 00:09:44
perdón, pero ahí se queda. Los que se agitan son los siguientes, pero el 00:09:48
calentamiento de la ruta de la corriente continua, y aquí, como el movimiento es 00:09:53
del ir y venir, porque se está produciendo esa energía y se lo está 00:09:56
mandando a golpes, ¿a qué?, ¿a cuántos?, ¿a qué frecuencia del golpe se está 00:10:00
mandando?, pues a 50 hercios. Cada hercio es un cruce de la gráfica 00:10:04
hasta aquí, hasta este punto de aquí, que a ver si puedo pintarlo, y si me deja, sí, 00:10:10
hasta ese punto, todo esto sería un ciclo entero. 00:10:17
Entonces, si hay 50 ciclos de estos por segundo, pues a esa frecuencia es a la 00:10:20
que se manda la corriente alterna. A nuestras casas llega así. En otros 00:10:26
países como Estados Unidos llega a otra frecuencia, en Australia también, en Japón, en el 00:10:30
Norte a una y en el Sur a otra, porque después de la Segunda Guerra Mundial los japoneses 00:10:34
mandaron ingenieros a Europa y América a ver cómo lo montaban, y al final se quedó 00:10:37
en la isla japonesa de las dos formas. Bueno, continuamos bajando. 00:10:41
Aquí soy capaz. 00:10:49
Yo soy capaz de pintar, ah, porque tengo que seleccionar el curso. Ahora ya vuelvo a seleccionar. 00:10:53
Bien, aquí veis el ingeniero sin ninguna norma de... incumpliendo todas las normas de 00:10:59
seguridad, y no por no llevar mascarilla ni guantes, sino porque está ahí al lado del 00:11:05
aparato, y aquí abundamos un poco más en el sentido de los electrones. Los 00:11:08
electrones, ya hemos dicho, desde donde hay más irán a donde hay más cargas positivas, 00:11:14
además atraídas con más intensidad, tanto más diferencia hay de unas 00:11:18
respecto a las otras. Entonces, la circulación de la corriente eléctrica, pues voy a 00:11:24
coger otra vez un lapicerito, y ya lo veis, el polo negativo de todas las pilas, el polo 00:11:29
positivo siempre resalta un poco más. Incluso en las pilas de botón, lo que resalta un 00:11:33
poco más, el anillo concéntrico superior, es este saliente que hay aquí. Entonces 00:11:37
este siempre es el más. También será la línea más larga en los esquemas que 00:11:45
hagamos cuando pongamos la fonte de alimentación. Así que los electrones, aquí 00:11:48
veis las pilas diferentes que hay, y los electrones llevarían este 00:11:52
sentido. Por aquí, por allá, por todo el conductor. El ratón se me ha cogido ahí una 00:11:57
miga de pan, etc. Llegarían por aquí, hasta que la reacción química que se produce 00:12:04
dentro de la pila, dejase ya, 00:12:10
dejase esta parte vacía de electrones, con lo cual no podía seguir pasando más 00:12:15
carga negativa hacia aquí, ¿de acuerdo? Entonces, sin embargo, cuando se hicieron 00:12:21
todos los estudios, la cosa iba que desde el más 00:12:27
iban a hacer los electrones todo lo contrario de lo que 00:12:31
hacen en realidad. Y como así lo idearon, pues así se ha quedado. 00:12:37
Así que en nuestros estudios nos iremos siempre desde el más hasta el menos, a 00:12:43
pesar de que ya sabemos que los electrones llevan el sentido contrario. También hay 00:12:48
otros, en otros estudios se pone la tierra fija en el centro y se simula el 00:12:51
girando alrededor de ella para minimizar los cálculos y el punto de vista. 00:12:57
Bueno, como esto se ha quedado muy sucio y no me voy a estar a borrarlo, nos vamos a 00:13:00
ir a la siguiente diapositiva rápidamente. 00:13:07
Y como no me borra la pantalla, pues tendré que borrarla yo al final. Sí, y no he borrado demasiado. 00:13:14
Muy bien, ese señor es otro ilustre de la física 00:13:21
y se llama George Simon Ohm. Bien, es el que descubrió la relación que hay entre 00:13:25
intensidad, voltaje y resistencia, con la ley que lleva su nombre y también las 00:13:33
unidades de medida de la resistencia en honor a su figura, Ohm, ¿de acuerdo? 00:13:39
Entonces, es la resistencia que ofrece, la resistencia es la posición que 00:13:46
ofrece un material para que los electrones pasen a través de esa agitación 00:13:51
de electrones, ¿de acuerdo? La madera ofrece mucha, el agua muy poca, el cobre 00:13:56
poquísima, el oro menos, la plata muy bien también, cuanto más caro, menos 00:14:02
resistencia ofrece. Bien, estas son las magnitudes, como decíamos, intensidad de corriente, la 00:14:08
cantidad de electrones que circulan por unidad de tiempo, es decir, el golpe si es 00:14:13
más fuerte o menos fuerte, ¿de acuerdo? Se miden amperios, que es una unidad muy 00:14:17
grande y usaramos los múltiplos hacia abajo el mínimo amperio. La tensión es la 00:14:21
diferencia de potencial, aquí lo dice, ¿de acuerdo? Entre el nivel de carga que 00:14:26
existe entre dos puntos, positivo y negativo, la pila o los bornes de una 00:14:30
batería y que hace que los electrones se muevan. Cuando conectamos la pila al 00:14:34
circuito, entre los extremos de la pila, existe una diferencia de tensión tal que 00:14:37
hace que los electrones se desplacen. Voltios, kilovoltios, etcétera y la 00:14:42
resistencia a la oposición, como decíamos, en este triángulo, si ocultásemos, para 00:14:47
saber cómo funciona la fórmula, si ocultamos la R, ¿vale? R es igual a V 00:14:52
dividido entre voltaje entre intensidad. Sin embargo, si tapamos 00:14:58
la V, pues tenemos que el voltaje será igual a la intensidad por la resistencia 00:15:06
y, por último, si tapamos la intensidad, pues la intensidad será igual al voltaje 00:15:12
entre la resistencia. Este es el triángulo que puedes construir también con velocidad 00:15:19
espacio por tiempo, con un montón de fórmulas en las que la proporción es 00:15:23
directa o inversa. Aquí hay un chiste en la que, para los que no sepan polaco, dice 00:15:28
que vení y medita conmigo, chaval. No tienes que resistirlo todo, porque veis ahí que 00:15:34
está con claridad triste la resistencia, que es el símbolo en la norma DIMM, ¿vale? 00:15:40
Seguimos pasando de diapositivas. 00:15:45
Ya no nos queda mucho. Aquí los símbolos I, V, R, ¿de acuerdo? Y miliamperios, milivoltios, 00:15:49
el sistema internacional, en fin, para no mezclar, pues, kilómetros con con metros o 00:15:57
hectáreas, ¿de acuerdo? Vale. La ley de Ohm, otra vez, especificada por aquí, las 00:16:05
fórmulas que os he expirado cómo hacer las tres. Si os acordáis, la palabra 00:16:10
VIR, que es como PIR, nada más que cambiando la P por una R, pues también 00:16:15
VIR, poniéndola igual después de la V también, ya sabéis cómo despejar las demás. 00:16:20
A continuación, vamos a ver los circuitos. Vamos a borrar un poco más, que se ve un poco más 00:16:26
decente. Vemos los circuitos que son la asociación de varios elementos, en los 00:16:32
que hay unos que generan electricidad y otros que la consumen, y el hidroconductor, 00:16:37
que conecta los elementos con la fuente, ¿de acuerdo? Este es el conductor, y esto es un 00:16:42
circuito en serie, porque si se rompe la resistencia 1, si esto es una regleta, 00:16:48
la resistencia 1 tendrá una resistividad del cable, los ensucres y demás. Si esto es 00:16:54
una regleta, y esto es el cargado de mi móvil y esto la televisión, si se rompe la 00:16:59
regleta, lo veis claramente que esto no se cierra y, por tanto, no funciona. 00:17:04
Fijaos siempre que es más larga la barra del más que la barra del menos, y fijaos 00:17:10
también que el sentido que va a llevar toda esta corriente es de siempre desde 00:17:15
el más hacia el menos. Los problemas que quiero que hagamos 00:17:19
es para que veáis claramente con vuestra calculadora lo que es un divisor 00:17:25
de tensión y un divisor de voltaje. Entonces, ahora mismo no, porque ya son 00:17:31
el 51 y nos tenemos que ir a aplaudir, entonces ahora os dejo esto para que lo 00:17:37
miréis un poco mejor y ya con el resumen que habéis hecho, entonces el 00:17:42
próximo día vamos a ver rápidamente con esas fórmulas y un par más que os voy a 00:17:46
dejar. Voy a volver aquí, si me disculpáis, un minuto antes de que empiecen los aplausos 00:17:54
porque vamos con el tiempo justo. Ahí tengo yo unas rayas encima de mi cara, me voy a 00:18:01
quitar las rayas para despedirme en condiciones, así que muchísimas gracias 00:18:06
por vuestra atención, tardará un poco en cargarse el vídeo, si tenéis dudas 00:18:11
preguntad por el chat y ya sabéis, fuerza y mucho ánimo. 00:18:14
Adiós. 00:18:20
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Autor/es:
Francisco Jesús Hernández Ruiz
Subido por:
Francisco J. H.
Licencia:
Reconocimiento - Compartir igual
Visualizaciones:
29
Fecha:
6 de noviembre de 2023 - 6:52
Visibilidad:
Público
Centro:
IES EL PINAR
Duración:
18′ 25″
Relación de aspecto:
1.78:1
Resolución:
1364x768 píxeles
Tamaño:
361.68 MBytes

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