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lunes, 19 de mayo de 2014

Oposición Guardia Civil. Tema 21. Electricidad y Magnetismo. La Corriente Eléctrica. Tensión, Intensidad y Resistencia. Ley de Ohm. Caída de Tensión.

Comenzamos el tema 21 del temario oposiciones guardia civil con el estudio de la Electricidad y el Magnetismo. No olvides suscribirte a la Guía de Formación Online para recibir estas actualizaciones directamente en tu correo electrónico.

1. ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO

1.1. INTRODUCCIÓN

Comenzamos diciendo que la materia está compuesta por átomos. A su vez, estos átomos están compuestos por un núcleo que incluye electrones (carga -), protones (carga +) y neutrones (sin carga), que giran en torno a ellos en distintas órbitas.

Los átomos son eléctricamente neutros, al tener el mismo número de cargas negativas que positivas, aunque este equilibrio puede romperse por medio de distintos métodos que obligan a los electrones a desplazarse de unos átomos a otros.

Es decir, la electricidad es una carencia o un exceso de electrones, pues sólo los electrones intervienen en el proceso de electrificación.

Para dotar a un cuerpo u objeto de carga, se pueden utilizar los siguientes sistemas: la inducción, el frotamiento y el contacto. 

1.2. MAGNETISMO

Se denomina magnetismo a la capacidad de atracción o de repulsión de algunos materiales con respecto a otros. Una sustancia magnética es aquella que puede ser atraída por las fuerzas magnéticas y adquirir magnetismo.

En los extremos o polos de un imán (polo norte y polo sur), es la zona en la que la atracción es muy fuerte, mientras que en el centro o línea neutra, esa atracción es nula (no existe). Lo más notable es que los polos opuestos se atraen y los polos iguales se repelen.

Los polos magnéticos no pueden separarse. Un imán se compone de numerosos imanes de pequeño tamaño denominados “dipolos”, que se orientan todos en el mismo sentido.

Los imanes pueden ser naturales (la magnetita) o artificiales (por influencia, exposición a corrientes o frotamiento.

Campo magnético

Se llaman líneas de fuerza magnética, a las líneas invisibles que rodean un imán. Se trata de curvas que salen del extremo de un imán y regresan al extremo opuesto.

Se conoce como campo magnético, a la zona de influencia de un imán. La intensidad de campo es la fuerza (se mide en dinas), que actúa sobre la unidad de masa magnética situada en ese punto. El “gauss” es la unidad de medida de la inducción magnética.

Se conocen como “ferromagnéticos” aquellos materiales que son atraídos con fuerzas por un campo magnético, “paramagnéticos” a los que son atraídos sólo ligeramente, y “diamagnéticos” aquellos que son rechazados.

El número total de líneas magnéticas que serían cortadas transversalmente, se conoce como “flujo magnético”, cuya unidad es el weber (CGS), el maxwell (MKS), y su símbolo es “ø”.
La permeabilidad magnética es la mayor o menor facilidad para permitir el flujo de líneas de fuerzas magnéticas.

2. LA CORRIENTE ELÉCTRICA

2.1. INTRODUCCIÓN

Es sabido que los electrones libres que forman parte de un conductor, se encuentran siempre en reposo. Es decir, no tiene lugar circulación hasta que ésta sea provocada alguna diferencia de potencial (ddp) por un medio externo. Esta ddp debe ser mantenida para que no cese dicha corriente. La fuerza electromotriz es la fuerza que mantiene la ddp. Algunos de los más importantes dispositivos que pueden mantener la ddp, son los siguientes:

. Pilas: aportan electricidad por medio de un proceso químico.

. Acumuladores: reciben energía eléctrica y la guardan como energía química.

. Alternador y dínamo: aportan electricidad por medio de procesos mecánicos.

2.2. TENSIÓN, INTENSIDAD Y RESISTENCIA

. Tensión

El voltio es la unidad de diferencia de potencial o de tensión. El múltiplo del voltio más habitual es el kilovoltio (1000 voltios), aunque otras fracciones habituales del voltios son el microvoltio (la millonésima parte del voltio), y el milivoltio (la milésima parte).

Para medir la tensión se utiliza un voltímetro, que es necesario conectar en paralelo con la carga.

. Intensidad

El amperio es la unidad para medir la intensidad, y la medida se realiza con un amperímetro colocado en serie con la carga.

La Intensidad es la cantidad de carga eléctrica que cruza la sección transversal de un conductor en 1 segundo.

El microamperio, el miliamperio, el nanoamperio y el picoamperio, son algunas de las fracciones del amperio.

. Resistencia de un conductor

El Ohmio es la unidad de resistencia eléctrica.

La resistencia eléctrica es la oposición al paso de la corriente. Y estos son los factores que influyen en la resistencia:

- La materia que lo forma.

- La forma del conductor.

- La sección del conductor.

- La longitud del conductor.

3. LEY DE OHM

La Ley de Ohm dice lo siguiente:

“Entre dos puntos de un circuito, la intensidad de corriente que circula es directamente proporcional a la tensión existente entre los mismos e inversamente proporcional a la resistencia entre ellos”.

Matemáticamente, se expresa de las siguientes formas:

E = R X I

I = E/R

R = E/I

R es la resistencia, y se mide en ohmios.

I es la intensidad, y como ya vimos, se mide en amperios.

E es la tensión, que se mide en voltios.

3.1. LEY DE OHM GENERALIZADA

La Ley de Ohm generalizada toma en consideración la caída de tensión dentro del generador por resistencia eléctrica. Su fórmula es la siguiente:

E = Eg – rgI

“rgl” es el producto que representa las pérdidas producidas por la resistencia interna del generador.

“E” es la diferencia de potencial en bornes.

“Eg” la fuerza electromotriz del generador.

“rg” es la resistencia interna del generador.

“I” es la intensidad total del circuito.

3.2. CAÍDA DE TENSIÓN

Las pérdidas de tensión que se producen al paso de la corriente, se denominan caídas de tensión. Éstas pueden ser de dos tipos:

. Caída de tensión interna, que está presente en todo generador.

. Caída de tensión exterior, producida por la resistencia total del circuito.

La diferencia de tensión entre bornes de un generador, será el equivalente de la suma de las caídas de tensión en cada una de las resistencias conectadas en serie en el circuito:
Vtotal = V1 + V2 + V3 + …

4 comentarios:

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