(1) Magnitudes y medidas en electrónica
Aunque el tema que nos ocupa es la electrónica, como esta se basa en los mismos principios que la electricidad, necesitamos repasar, conocer y diferenciar las principales magnitudes eléctricas y sus unidades de medida.
En esta lección de repaso vamos a recordar sus 3 magnitudes básicas, sus unidades de medida y la ley que las relaciona.
La tensión eléctrica o diferencia de potencial (también denominada voltaje) es una magnitud física que cuantifica la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos. Se puede medir con un voltímetro.
La corriente eléctrica es el flujo de carga eléctrica que recorre un material. Se debe al movimiento de las cargas (normalmente electrones) en el interior del mismo. Al caudal de corriente (cantidad de carga por unidad de tiempo) se le denomina intensidad de corriente eléctrica (representada comúnmente con la letra I). En el Sistema Internacional de Unidades se expresa en culombios por segundo (C/s), unidad que se denomina amperio (A).
Se denomina resistencia eléctrica a la oposición al flujo de corriente eléctrica a través de un conductor. La unidad de resistencia en el Sistema Internacional es el ohmio, que se representa con la letra griega omega (Ω), en honor al físico alemán Georg Simon Ohm, quien descubrió el principio que ahora lleva su nombre.
Fuente Wikipedia
Símil hidráulico
Para hacer circular agua por un circuito se necesita que el nivel del agua en un depósito sea superior al del otro y que una bomba mantenga el desnivel para que la circulación sea continua. En un circuito eléctrico la pila mantiene el "desnivel". En este caso el voltaje.
La tubería (los codos y estrechamientos que tenga) y la turbina equivalen a la resistencia.
El caudal de agua (intensidad) que circula aumentará con la altura y disminurá con la resistencia.
Si aumenta la sección de la tubería, baja la resistencia y pasa más caudal.
La ley de Ohm
La ley de Ohm, postulada por el físico y matemático alemán Georg Simon Ohm, es una ley básica de los circuitos eléctricos. Establece que la diferencia de potencial V que aplicamos entre los extremos de un conductor determinado es proporcional a la intensidad de la corriente I que circula por el citado conductor. Ohm completó la ley introduciendo la noción de resistencia eléctrica R; que es el factor de proporcionalidad que aparece en la relación entre V e I
V = R · I
El triángulo de Ohm
Una forma muy útil y sencilla de recordar la fórmula Ley de Ohm, es por medio del triángulo creado con para tal fin.
En la parte superior del triángulo de la ley de Ohm está la letra V que corresponde al voltaje y que se mide en Voltios (V), en la parte inferior izquierda, la letra I que corresponde a la intensidad de corriente eléctrica y que se mide en Amperios (A), y en la inferior derecha, la R que representa a la resistencia eléctrica y que se mide en Ohmios (Ω).
ACTIVIDADES PARA EL CUADERNO
1
Vamos a empezar simulando el funcionamiento de un circuito básico: una fuente de alimentación conectada a una bombilla. Solo con estos dos elementos vamos a poder medir todas las magnitudes eléctricas que hemos estudiado. ¿Recuerdas cuáles son?
Abre TinkerCAD y monta el circuito.
a. Conecta una bombilla a una fuente de alimentación. Busca en la categoría "Todos" si no encuentras la bombilla.
b. Coloca los cables de forma que no se crucen. Elige los colores adecuados: rojo para el cable del positivo y negro para el negativo.
c. Activa la simulación ▶
Al activar la simulación la fuente indica 5V. ¿A qué magnitud corresponde este valor?
Además indica otro valor en mA. ¿De qué magnitud se trata? ¿En qué unidad de medida está? ¿Puedes pasar el valor a amperios? Anota el valor en amperios que has obtenido.
Recuerda responder a las preguntas y realizar captura de pantalla de la actividad para pegarla en tu cuaderno antes de pasar a la siguiente.
2
Ahora vamos a subir el voltaje a la fuente de alimentación ¿Qué ocurre con la luminosidad de la bombilla según vamos subiendo el voltaje? ¿Y con la intensidad? ¿Puedes deducir alguna relación entre el voltaje y la corriente? Apunta el valor de la intensidad de corriente cuando el voltaje esté en 10V.
3
Prueba ahora a conectar en PARALELO una segunda bombilla la fuente de alimentación
¿Qué ha ocurrido con el voltaje? ¿Y con la intensidad? ¿Puedes explicarlo?
Formula una hipótesis explicando el comportamiento de la conexión de elementos en PARALELO y añade más lámparas en PARALELO para comprobar si se cumple tu hipótesis
4
Ahora conectamos las dos lámparas en SERIE.
¿Qué ha ocurrido con el voltaje? ¿Y con la intensidad? ¿Puedes explicarlo?
Formula una hipótesis explicando el comportamiento de la conexión de elementos en SERIE y añade más lámparas en SERIE para comprobar si se cumple tu hipótesis
El sistema internacional S.I. de unidades medida
Las unidades se escriben como nombre (por ejemplo, metro, voltio o amperio) o como símbolo (en este caso, m,V o A), sin mezclarse entre ellos. Los símbolos del SI no son abreviaturas y por tanto, no deben terminarse con un punto, excepto al final de frase.
Los símbolos del SI se escriben siempre igual, sean singular o plural. Es incorrecto escribir 5 kgs, debe escribirse 5 kg. No ocurre lo mismo con los nombres, que deben escribirse en singular o plural, según corresponda, con la sola excepción de los acabados en s, z o x.
Todos los símbolos del SI van en minúscula excepto Ω y los derivados de nombres de personas (A por amperio, W por vatio..) En cuanto a litro, es opcional para evitar la confusión entre la letra l y el número 1.
Todos los nombres de unidades del SI, aunque sean originados por un apellido, se escriben en minúscula (kelvin, pascal, julio...). La excepción es cuando se trata de una imposición gramatical (como por ejemplo, el inicio de una frase).
Los símbolos del SI sólo pueden unirse a su correspondiente prefijo (mg,kW...) En el resto de los casos se deben escribir protegidos por espacios (25 W, 114 kg...) excepto cuando se trata de unidades sexagesimales (5º16’22”)
La separación entre enteros y decimales debe realizarse con una coma, nunca con un apóstrofe o un punto.
Sistema Internacional de Unidades.pdfACTIVIDADES DE REPASO DE MAGNITUDES ELÉCTRICAS
VÍDEOS DE REPASO DE MAGNITUDES ELÉCTRICAS
Recuerda que para terminar la lección, en el cuaderno se tienen que incluir las evidencias del proceso:
La captura de pantalla del diseños de los circuitos de CADA ACTIVIDAD.
Las respuestas a las cuestiones que se planteen en las actividades.
Un resumen con las ideas clave y tus conclusiones tras realizar las actividades de la lección.