Conceptos Fundamentales de Electricidad y Tecnología

Tipos de Iluminación

  • Luz: Se produce por el calentamiento de un hilo conductor o al excitar un gas sometido a descargas eléctricas.
  • Bombillas incandescentes: Funcionan mediante el calentamiento de un hilo, gracias a la corriente eléctrica, produciendo luz. Este fenómeno se llama incandescencia.
  • Tubo fluorescente: Contiene un filamento metálico, un gas inerte y una pequeña cantidad de mercurio. La luz se produce a partir de los choques de las partículas de la corriente eléctrica con los átomos de mercurio, que provocan luz ultravioleta. Esta luz, al interactuar con el fósforo, se transforma en luz visible.
  • LED: Diodo emisor de luz. Formado por varias capas de materiales semiconductores:
    • Capa N: Con exceso de electrones negativos.
    • Capa P: Con un número inferior de electrones o huecos con carga positiva.
    Cuando se aplica el voltaje, los electrones y los huecos son dirigidos a la capa activa, donde se recombinan y producen luz.

Generación y Transformación de Energía

  • Dinamo: Tiene un imán en su interior y una bobina que termina en dos semianillos conductores separados (colector). Sobre él se apoyan unas escobillas, de donde salen los cables. Produce corriente continua pulsante.
  • Alternador: Un imán en su interior tiene una bobina que termina en dos anillos metálicos, en cada uno de ellos se apoya una de las escobillas. Produce corriente alterna.
  • Motor eléctrico: Dispositivo capaz de transformar la energía eléctrica en movimiento. Se basa en la atracción y repulsión establecidas entre un imán y un hilo por donde circula la corriente eléctrica.
  • Relé: Elemento electromagnético. Cuando circula una corriente eléctrica por la bobina, actúa como un electroimán y atrae a una pieza móvil metálica que cierra dos contactos. Si no se aplica ninguna señal eléctrica, el contacto estará en reposo, en el contacto de la izquierda. Hay relés de una sola lámina, de dos (dos polos) y de cuatro (cuatro polos).

Tecnología y Proceso Tecnológico

  • Tecnología: Aplicación coordinada de un conjunto de conocimientos (ciencia) y habilidades (técnica) con el fin de crear una solución (objeto o sistema tecnológico) que permita al ser humano satisfacer sus necesidades o resolver sus problemas.
  • Factores de la tecnología:
    1. Conocimientos y conceptos científico-técnicos.
    2. Dibujo técnico.
    3. Materiales y sus propiedades.
    4. Técnicas de trabajo.
    5. Informática.
    6. Factores económicos.
  • Proceso tecnológico:
    • Necesidad: Análisis de la necesidad y sus condiciones. Estudio de soluciones similares.
    • Idea: Propuesta de una solución individual. Presentación al grupo y elección.
    • Desarrollo de la idea: Dibujo y planos. Medición y cálculo de construcción.
    • Construcción: Construcción.
    • Evaluación: Evaluación. Elaboración de la memoria final.

Conceptos Básicos de Electricidad

  • Voltaje: Cantidad de energía que una pila o batería es capaz de proporcionar a cada electrón. Se expresa en voltios (V) y se mide con un voltímetro, que se coloca en paralelo.
  • Intensidad: Carga o número de electrones que atraviesa la sección de un conductor cada segundo. Se mide en amperios (A) con un amperímetro, que se coloca en serie.
  • Resistencia: Oposición que un material ofrece al paso de la electricidad. Es el cociente de la tensión aplicada en sus extremos y la intensidad que lo atraviesa. Se mide en ohmios con un óhmetro, que se coloca en paralelo.
  • Corriente continua: Los electrones circulan siempre en el mismo sentido y con la misma intensidad.
  • Corriente alterna: Los electrones cambian de sentido 50 veces por segundo y no circulan siempre con la misma intensidad.

Componentes de un Circuito Eléctrico

  • Resistencia eléctrica de los materiales: Oposición que presenta un material al paso de la corriente eléctrica.
  • Generador: Proporciona la energía necesaria para que los electrones se muevan, como pilas y baterías.
  • Receptores: Dispositivos que transforman la energía eléctrica en otro tipo de energía útil, como bombillas, motores, resistencias y timbres.
  • Elementos de control: Se utilizan para dirigir e interrumpir la corriente eléctrica, como pulsadores, conmutadores e interruptores.
  • Elementos de protección: Evitan que los componentes se dañen por corrientes elevadas. Incluyen fusibles, interruptores magnetotérmicos y diferenciales.
  • Circuito eléctrico: Recorrido por el cual circulan los electrones. Está compuesto por un generador (que proporciona energía), un interruptor y un receptor.

Propiedades de los Materiales y Efectos de la Corriente

  • Corriente eléctrica: Circulación de electrones o carga eléctrica de forma continua por un circuito.
  • Tipos de materiales:
    • Conductores: Poseen electrones que se mueven con facilidad en su interior. Los metales son buenos conductores.
    • Aislantes: Los electrones no pueden circular libremente. Ejemplos: madera, vidrio, plástico.
    • Semiconductores: Presentan propiedades intermedias entre los materiales conductores y los aislantes. Los más importantes son el silicio y el germanio.
  • Efectos de la corriente eléctrica:
    • Calor: El movimiento de los electrones en el interior de un cable eléctrico es lento y desordenado, lo que provoca continuos choques y un aumento de la temperatura.
    • Sonido: Muchos timbres se basan en el efecto piezoeléctrico, que es la capacidad que tienen ciertos materiales de deformarse con la tensión.