Electricidad y magnetismo (1)
Descargar como PPT, PDF6 recomendaciones24,152 vistas
Este documento presenta información sobre la electricidad y el magnetismo. Explica que la electricidad existe naturalmente pero no fue entendida por los humanos antiguos. Describe los conceptos de carga eléctrica, imanes, corriente eléctrica y circuitos eléctricos. Incluye secciones sobre cómo los objetos adquieren carga eléctrica, las fuerzas entre cargas, imanes y electroimanes, el magnetismo terrestre y los usos comunes de la electricidad y el magnetismo.
Electricidad y magnetismo (1)
- 1. La Electricidad y el Magnetismo
- 2. ÍNDICE • 1. LAS CARGAS ELÉCTRICAS • 1.1 LOS OBJETOS Y LAS CARGAS ELÉCTRICAS • 1.2 ¿CÓMO SE CARGAN LOS CUERPOS? • 1.3 LAS FUERZAS ENTRE IMANES • 2. LOS IMÁNES Y EL MAGNETISMO • 2. 1LOS IMANES • 2.2 LAS FUERZAS ENTRE IMÁNES • 2.3 EL MAGNETISMO TERRESTRE • 2.4 EL ELECTROIMÁN • 2.5 LOS USOS DEL MAGNETISMOS • 3.LACORRIENTE ELÉCTRICA • 3.1 LA CORRIENTE ELÉCTRICA • 3.2 MATERIALES CONDUCTORES Y AISLANTES • 3.3LOS EFECTOS DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA • 4.LOS CIRCUITOS ELECTRICOS • 4.1 LOS COMPONENTES DE LOS CIRCUITOS ELECTRICOS • 4.2 LOS GENERADORES • 4.3 LAS REDES ELÉCTRICAS
- 3. Hace miles de años, los seres humanosHace miles de años, los seres humanos conocían la electricidad naturalconocían la electricidad natural pero no la comprendían, creían quepero no la comprendían, creían que era cosa de los dioses.era cosa de los dioses. La Naturaleza nos ofrece muchosLa Naturaleza nos ofrece muchos ejemplos de electricidad:ejemplos de electricidad: Rayos de una tormentaRayos de una tormenta Neuronas del sistema nerviosoNeuronas del sistema nervioso El ser humano puede transformar algunasEl ser humano puede transformar algunas formas de energía (solar, eólica) en energíaformas de energía (solar, eólica) en energía eléctricaeléctrica.
- 5. La electricidad en objetos cercanos Algunas veces al quitarnos la ropa notamos unos chasquidos e incluso chispas si estamos a oscuras Otras veces, al bajar de un coche y cerrar la puerta, recibimos una fuerte descarga eléctrica al tocar la puerta
- 6. COMPONENTES COMUNES DE LOS CIRCUITOS ELÉCTRICOS GENERADORGENERADOR Produce la corriente eléctrica (pilas, baterías) INTERRUPTORINTERRUPTOR Permite interrumpir o restablecer la corriente CONDUCTORESCONDUCTORES Cables que unen los componentes del circuito y por los que circula la corriente eléctrica. RECEPTORESRECEPTORES Aparatos conectados al circuito, reciben la corriente y la transforman en otra forma de energía.
- 7. La electricidad en la naturaleza Hemos visto muchas veces rayos de cerca; algunas veces han provocado incendios y otros daños Hemos oído hablar de peces que producen descargas eléctricas como algunas rayas o peces torpedo
- 8. EFECTOS DE LA ELECTRICIDAD La energía de la corriente eléctrica puede transformarse en otras formas de energía siendo aprovechada por el ser humano. PRODUCCIÓN DE CALOR y FRÍO hornos y neveras PRODUCCIÓN DE LUZ: bombillas PRODUCCIÓN DE MAGNETISMO: imanes PRODUCCIÓN DE MOVIMIENTO: lavadoras y batidoras PRODUCCIÓN DE IMAGEN Y SONIDO: televisión y radio
- 9. ¿Qué vamos a aprender? Cómo adquieren electricidad los objetos Qué es un imán y cómo funciona Qué es la corriente eléctrica Qué es un circuito eléctrico y cómo funciona Cómo funciona la brújula
- 10. Los objetos y las cargas eléctricas En todos los objetos que vemos a nuestro alrededor hay carga eléctrica En nuestros cuerpos Aparatos eléctricos En la naturalezaObjetos cotidianos Dos tipos de carga eléctrica + POSITIVA NEGATIVA
- 11. Cómo se cargan los cuerpos Normalmente, todos los objetos que nos rodean tienen el mismo número de cargas positivas que negativas, pero la carga puede variar por diversas acciones: Por contacto Por fricción o rozamiento Por la acción del calor Por la acción de la luz
- 12. Las fuerzas entre cargas eléctricas Los objetos con desequilibrio en sus cargas eléctricas ejercen fuerza a distancia que puede ser de dos tipos: atracción o repulsión Cuando dos objetos tienen mayor carga eléctrica del mismo tipo se repelen Cuando dos objetos tienen mayor carga eléctrica de distinto tipo se atraen
- 13. Cambio de carga eléctrica 1.- En esta imagen, el globo no tiene carga alguna, el jersey tiene positiva y negativa, y la pared también. 2.- En esta imagen, el globo ha sido frotado contra el jersey; ahora tiene carga negativa del jersey incrustada en él. 3.- En esta imagen, el globo con carga negativa se empuja contra la pared, y repele las cargas negativas de ésta. Se queda anclado al muro porque su carga positiva lo atrae.
- 14. Electroscopio • El electroscopio es un instrumento que se utiliza para establecer si un cuerpo está electrizado y el signo de su carga. • El electroscopio consiste en una varilla metálica vertical que tiene una esfera en la parte superior y en el extremo opuesto dos láminas de oro o de aluminio muy delgadas. La varilla está sostenida en la parte superior de una caja de vidrio transparente con un armazón de cobre en contacto con tierra. Al acercar un objeto electrizado a la esfera, la varilla se electriza y las laminillas cargadas con igual signo de electricidad se repelen, separándose, siendo su divergencia una medida de la cantidad de carga que han recibido. La fuerza de repulsión electrostática se equilibra con el peso de las hojas. Si se aleja el objeto de la esfera, las láminas, al perder la polarización, vuelven a su posición normal.
- 15. Explicación de su funcionamiento • Un electroscopio es un dispositivo que permite detectar la carga de un objeto cargado aprovechando el fenómeno de separación de cargas por inducción. • Si acercamos el bolígrafo cargado al electroscopio, como se indica en la figura, la carga negativa será atraída hacia el extremo más cercano del bolígrafo, mientras que la carga positiva se acumulará en el otro extremo, es decir que se distribuirá entre las dos hojas del electroscopio. • La situación se muestra en la figura: los dos extremos libres del electroscopio quedaron cargados positivamente y como las cargas de un mismo signo se rechazan las hojas del electroscopio se separan. • Si ahora alejamos el bolígrafo, las cargas positivas y negativas del electroscopio vuelven a redistribuirse, la fuerza de repulsión entre las hojas desaparece y se juntan nuevamente.
- 16. 1era. Actividad: construir un electroscopio casero. • Objetivo: Verificar las cargas electrostáticas de los cuerpo, creando un electroscopio casero que nos permitirá detectar la presencia de estas cargas electrostáticas en el ambiente. • Materiales: – Un frasco de vidrio – Corcho – 20cm de alambre de cobre de 1 mm de ancho – Papel de aluminio • Procedimiento: 1. Con el corcho , haz una tapa que quede ajustada en la boca del frasco de vidrio y practícale un orificio en el centro de modo que al introducir el alambre por él, este quede apretado y fijo. 2. Dobla el alambre de cobre en forma de L y ubica un trozo de papel aluminio (6 cm) en forma de “v” invertida en el extremo doblado del alambre. Introduce el alambre por el orificio y tapa el frasco. En el extremo libre fija una “pelotita” de papel aluminio. • Análisis: 1. Explica como funciona el electroscopio casero. 2. Demostrar mediante la practica su funcionamiento. 3. ¿Qué pasa si tocamos con un dedo el extremo del electroscopio mientras esta cerca del bolígrafo cargado? 4. Averigua qué otras formas hay de construir un electroscopio.
- 17. Electroscopio Casero La carga negativa acumulada en ese extremo "pasará" a la mano y por lo tanto el electroscopio queda cargado positivamente. Debido a esto las hojas no se juntan cuando alejamos el bolígrafo ¿Qué pasa si tocamos con un dedo el extremo del electroscopio mientras esta cerca la varilla cargada?
- 18. Los imanes y el magnetismo Aunque se utilizan imanes artificiales, existen un mineral, llamado MAGNETITA que posee cualidades de atracción sobre otros cuerpos de forma natural Imanes naturales La magnetita es un mineral que contiene un 72% de hierro. Algunos animales, como las palomas, tienen en su pico granos de magnetita que determinan el campo magnético terrestre y les ayuda a orientarse en su vuelo Los imanes se utilizan de muy diversas formas: altavoces, aros para auriculares, pegatinas (figuras que se adhieren a las neveras), brújulas, cierres para neveras, llaves codificadas, bandas magnéticas de tarjetas de crédito, motores, detectores de metales, para el cierre de mobiliario, etc.
- 19. Los imanes y el magnetismo Imanes artificiales Los imanes artificiales se llaman también electroimanes, pues necesitan electricidad para mantener su capacidad de atracción; por eso se dice que son imanes temporales; se utiliza mineral de hierro u otros metales para fabricarlos. Si ponemos un trozo de hierro, que en principio no tiene propiedades magnéticas, en contacto con un trozo de magnetita, al cabo de cierto tiempo el hierro habrá adquirido esas mismas propiedades de la magnetita. La magnetita ha influido sobre el hierro transmitiéndole sus propiedades magnéticas naturales y ha convertido a este en un imán artificial. El acero es bastante más difícil de imantar, tanto que se necesita la aplicación de electricidad. Sin embargo, una vez imantado el acero conserva por mucho más tiempo el magnetismo que el hierro.
- 20. Las fuerzas entre imanes Todos los imanes tienen dos zonas opuestas llamadas polo norte magnético y polo sur magnético. En sus polos es donde el imán concentra la mayoría de su fuerza magnética, que llega a desaparecer en el centro del mismo. Se suelen pintar de colores distintos Si cogemos el imán de barra, lo colocamos en una superficie completamente plana y le espolvoreamos un puñado de limaduras de hierro desde cierta altura, observaremos que la mayoría de limaduras se adhieren a sus extremos y que paulatinamente van disminuyendo hacia el centro de la barra hasta llegar a desaparecer por completo en su punto medio, donde la fuerza del imán es nula. Esto nos da una idea de la extensión de lo que llamamos CAMPO MAGNÉTICO del imán, que no es ni mas ni menos que su zona de influencia. Cuando acercamos dos imanes se pueden atraer o repeler; los polos opuestos se ataren; los polos iguales se repelen.
- 21. El magnetismo terrestre La Tierra se comporta como un imán gigantesco. Esta circunstancia nos permite orientarnos mediante una brújula en cualquier parte de la Tierra. La brújula tiene un imán en forma de aguja que siempre gira para estar bien orientado hacia el polo norte geográfico. Los polos magnéticos de la Tierra están invertidos con respecto a sus polos geográficos. El polo norte geográfico de la Tierra corresponde a su polo sur magnético y viceversa. Mas exactamente, el polo sur magnético de la Tierra está algo desplazado con relación al norte geográfico, concretamente a unos 1.600 kilómetros.
- 22. El CAMPO MAGNÉTICOEl CAMPO MAGNÉTICO Espacio en el que se notan los efectos de un imán, atrayendo los cuerpos metálicos. EL MAGNETISMO TERRESTREEL MAGNETISMO TERRESTRE La Tierra es un gigantesco imán debido a que su núcleo está compuesto por una mezcla de metales. Los polos magnéticos no son estables y no coinciden con los polos geográficos. Su campo magnético influye en todos los cuerpos de la superficie terrestre, incluso sobre los que están a miles de Kms de distancia de ella.
- 23. El electroimán El electroimán es un aparato que funciona como un imán cuando se conecta a la corriente eléctrica y deja de funcionar cuando se desconecta Los electroimanes son los componentes esenciales de muchos interruptores, siendo usados en los frenos y embragues electromagnéticos de los automóviles. En algunos tranvías, los frenos electromagnéticos se adhieren directamente a los rieles. Se usan electroimanes muy potentes en grúas para levantar pesados bloques de hierro y acero, y para separar magnéticamente metales en chatarrerías y centros de reciclaje. Cuando el circuito está cerrado, los clips son atraídos; cuando se abre el circuito se caen
- 24. Los trenes de levitación magnética usan poderosos electroimanes para flotar sin tocar la pista. Algunos trenes usan fuerzas atractivas, mientras otros emplean fuerzas repulsivas. Tren de levitación magnética Este medio de transporte es más rápido, silencioso y suave que los sistemas de transporte colectivo sobre ruedas. La mayor velocidad registrada de este tipo de tren fue de 581 km/h, logrado en Japón en 2003. A pesar de su velocidad, el inconveniente es su alto coste, tanto para construir la infraestructura como por el elevado consumo eléctrico.
- 25. Los usos del magnetismo están muy extendidos. Además de los imanes y electroimanes, se emplean soportes magnéticos y bandas magnéticas Los usos del magnetismo Los imanes se utilizan en cierres de bolsos y puertas, en juguetes, etc. Los electroimanes se utilizan en maquinaria, vehículos, timbres, etc. Son soportes magnéticos las cintas de vídeo, discos duros de ordenadores, tarjetas de memoria de teléfonos o cámaras digitales, etc. Las bandas magnéticas (tiras negras) se usan en las tarjetas de crédito, en entradas a espectáculos, etc.
- 26. La corriente eléctrica es el movimiento ordenado de los electrones (parte de los átomos) dentro de la materia en la misma dirección. La corriente eléctrica Protones y neutrones Electrones El átomo Cuando usamos un aparato eléctrico, millones de electrones se mueven transportando energía eléctrica para que funcione. La energía eléctrica se transforma fácilmente en otras formas de energía: luz, calor o movimiento
- 27. No todos los materiales conducen igual la corriente eléctrica Materiales conductores y aislantes Materiales conductores Conducen bien la corriente eléctrica; los electrones (cargas) se mueven con facilidad: cobre, plata y otros metales Materiales aislantes No conducen bien la corriente eléctrica; los electrones (cargas) no pueden moverse: madera, plástico, goma, cristal, etc.
- 28. Cuando las cargas eléctricas circulan por un material conductor, pueden producir diversos efectos: Efectos de la corriente eléctrica Efecto calorífico Cuando la electricidad circula por un cable metálico, éste se calienta; es el caso del tostador o de la plancha, estufa, cocina, etc. Efecto luminoso En otras ocasiones la electricidad produce luz, como en las bombillas o pantallas de ordenadores o televisión.
- 29. Efectos de la corriente eléctrica Efecto sonoro La electricidad también se transforma en sonido: radio, altavoces, reproductores de sonido, etc. Efecto magnético Un cable por el que circula la corriente eléctrica funciona como un imán. Ya hemos visto para qué son útiles los electroimanes
- 30. Efectos de la corriente eléctrica Efecto mecánico En los motores eléctricos se aprovecha la corriente eléctrica para producir un movimiento giratorio. Efecto químico La circulación eléctrica puede producir cambios químicos en algunas materias. La electrolisis por ejemplo, provoca la ruptura de algunas materias como el agua en sus dos componentes Al aplicar corriente al sulfato de cobre, éste se separa en sus componentes. El cobre liberado es atraído por la carga eléctrica de la placa de metal y se deposita sobre ella como una fina capa de cobre metálico.
- 31. Los circuitos eléctricos Un circuito eléctrico está formado por varios elementos conectados entre sí, por los que circula la electricidad El generador produce la corriente eléctrica Para que circule la electricidad, el circuito tiene que estar cerrado; la corriente sale por un polo y regresa al otro Las bombillas u otros componentes transforman la corriente en luz, calor, movimiento, etc. Los interruptores permiten controlar la circulación de la corriente eléctrica Los cables o hilos conducen la corriente por el circuito
- 32. Los generadores Existen varios tipos de generadores eléctricos Pilas Pilas o baterías recargables Células o Paneles fotovoltaicos Alternadores o dinamos
- 33. La red eléctrica La mayoría de los aparatos eléctricos que utilizamos a diario en nuestras casas, colegios,... funcionan porque están conectados mediante enchufe a la corriente eléctrica El enchufe tiene al menos dos agujeros, por los que se introducen las dos clavijas; por una entra la corriente y por la otra sale.
- 34. Los enchufes de las paredes están conectados la red eléctrica general. La instalación eléctrica casera