ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO 1. LA ELECTRICIDAD. La electricidad se manifiesta en las tormentas en forma de rayos, en nuestro sistema nervioso en forma de impulsos eléctricos… y es usada por el ser humano para hacer funcionar máquinas o herramientas.

1.1. LA CARGA ELÉCTRICA. Todos los cuerpos están formados por materia y poseen una serie de propiedades, como la masa, el volumen o la carga eléctrica. Según la cantidad de carga que posee un cuerpo tenemos:

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 Cuerpo positivo: cuando posee más cantidad de carga positiva que de negativa.   Cuerpo negativo: cuando posee más cantidad de carga negativa que de positiva.   Cuerpo neutro: cuando posee la misma cantidad de carga positiva y negativa. 

La carga eléctrica puede pasar de unos cuerpos a otros. Además, los que tienen cargas de distinto signo se atraen, mientras que los que tienen cargas del mismo signo se repelen.

1.2. LA CORRIENTE ELÉCTRICA. Si ponemos en contacto dos cuerpos con distinta carga eléctrica, estas empiezan a fluir de un cuerpo a otro hasta que ambos alcanzan la misma carga. A este desplazamiento o movimiento de las cargas eléctricas a través de un cuerpo se llama corriente eléctrica. Según se comporte un material ante la corriente, podemos clasificarlos en:  Materiales conductores: permiten que las cargas eléctricas pasen a través de ellos con facilidad (cables metálicos, agua…).    Materiales aislantes: no permiten el paso de la corriente eléctrica a través de ellos (plásticos, madera…) 

Los cables eléctricos se fabrican con materiales conductores y aislantes. Los hilos de cobre (uno de los metales más conductores) están recubiertos de plástico un material aislante que impide que las cargas eléctricas pasen a través de él. Así podemos tocar un cable sin recibir un calambrazo.

2. LOS CIRCUITOS ELÉCTRICOS. Un circuito eléctrico es un conjunto de elementos, conectados entre sí, por los que circula la corriente eléctrica.

2.1. COMPONENTES DE LOS CIRCUITOS ELÉCTRICOS. Aunque hay diferentes tipos de circuitos, todos tienen unos componentes comunes: Elgeneradorproduce la corriente eléctrica (pilas, baterías…). Losalternadoressongeneradores que en las centrales eléctricas transforman la energía mecánica en eléctrica.

 Los interruptores permiten interrumpir o restablecer el paso de la corriente eléctrica por el circuito (ejemplo el interruptor de la luz).    Los conductores son los cables por los que circula la corriente y unen entre sí los diferentes elementos del circuito.    Los receptores son aparatos que conectados al circuito, reciben la energía eléctrica y la transforman en otra forma de energía (una lavadora en energía mecánica, una lámpara en energía luminosa…). 

2.2. EFECTOS DE LA ELECTRICIDAD. La energía contenida en la corriente eléctrica se puede transformar en otras formas de energía que pueden ser aprovechadas por las personas. Entre ellos destacan los siguientes:  La producción de calor. Cuando la corriente pasa a través de un material, éste aumenta su temperatura (hornos, estufas…). Un material que transmite bien el calor (hierro) decimos que tiene una alta conductividad térmica.  

 La producción de luz. Algunos cuerpos al ser atravesados por la corriente eléctrica emiten luz. Este fenómeno es la base del funcionamiento de las bombillas. Recuerda que las bombillas convencionales sólo transforman en luz un 10% de la energía eléctrica que reciben, el resto se pierde en forma de calor. En el caso de las bombillas de bajo consumo, se transforma en luz hasta un 80% de la energía eléctrica recibida. 

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 La producción de movimiento. Cuando la corriente eléctrica pasa a través de un conductor enrollado en espiral y colocado entre imanes, se genera un movimiento giratorio (los motores eléctricos de las lavadoras o batidoras son dos ejemplos). 

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 La producción de magnetismo. La electricidad puede transformar algunos cuerpos en imanes, como veremos más adelante en el tema.   La producción de imágenes y sonidos. Se produce cuando la electricidad llega a algunos aparatos como televisores o radios. 

3. EL MAGNETISMO. En la naturaleza podemos encontrar la magnetita o piedra imán que puede atraer a otros cuerpos, a este fenómeno se le denomina magnetismo. El magnetismo es una forma de energía que tiene multitud de usos, desde imanes para pegar notas en la nevera, componentes de discos duros de ordenadores o bandas magnéticas de tarjetas de crédito.

3.1. LOS IMANES. Los imanes son cuerpos que presentan magnetismo y pueden atraer objetos que contengan hierro u otros metales en su composición. Los imanes pueden ser:  Imanes naturales (magnetita): no creados por el ser humano, se encuentran en la naturaleza.    Imanes artificiales: creados por el ser humano, por ejemplo si frotamos un imán con un objeto de hierro, se imanta durante un tiempo, también se fabrican imanes aplicando una corriente eléctrica a algunos materiales. 

3.2. EL CAMPO MAGNÉTICO. Se denomina campo magnético al área sobre la que un imán ejerce su fuerza magnética, atrayendo los objetos metálicos. Esta zona se representa mediante líneas imaginarias que parten del polo positivo y regresan al imán por el polo negativo. Donde las líneas están más juntas la intensidad del magnetismo es mayor y si colocamos un objeto fuera del campo magnético el imán no causará ningún efecto sobre él.

3.3. EL MAGNETISMO TERRESTRE. El núcleo de la Tierra está formado por una mezcla de metales (fundamentalmente hierro y níquel), esta es la causa de que nuestro planeta se comporte como un gigantesco imán, con el polo norte magnético situado cerca del Polo Norte geográfico, y el polo sur magnético próximo al Polo Sur geográfico.

El campo magnético terrestre influye sobre los cuerpos situados en la superficie de la Tierra y hasta los que se encuentran a miles de kilómetros de distancia. También permite orientarnos usando una brújula (aguja imantada que siempre apunta al polo norte magnético).

4. EL ELECTROMAGNETISMO. El electromagnetismo es la relación que hay entre la electricidad y el magnetismo, por ejemplo la aguja de una brújula se mueve si la acercamos a un cable eléctrico por el que circula corriente.

4.1. LA ELECTRICIDAD GENERA MAGNETISMO. Alrededor de un cable por el que circula electricidad se genera un campo magnético similar al de los imanes. Cuanto mayor sea la intensidad de la corriente eléctrica, mayor será la intensidad de este campo magnético.

Cuando se enrolla un cable eléctrico alrededor de un objeto de hierro y se hace circular la electricidad por él, el metal se transforma en un electroimán, pero si se interrumpe la corriente eléctrica, el electroimán deja de funcionar.

Los electroimanes se utilizan en los motores eléctricos y en la grúas electromagnéticas.

4.2. EL MAGNETISMO GENERA ELECTRICIDAD. Cuando un imán se mueve cerca de un material conductor genera una corriente eléctrica que se desplaza a través de él y se puede transmitir a otros cuerpos. La intensidad de la corriente dependerá del tamaño del imán y de la velocidad a la que se mueva. Un ejemplo de generador electromagnético son lo dinamos de los faros de las bicicletas.

Tema 6: ELECTRICIDAD Y MAGENTISMO

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Esta propiedad se utiliza para producir electricidad en las centrales eléctricas mediante unos generadores llamados alternadores. Los alternadores tienen unos enormes imanes fijos y unas bobinas que giran dentro de su campo magnético. La fuerza que hace girar las bobinas depende del tipo de central eléctrica:  

 Centrales hidroeléctricas: las bobinas giran por la fuerza del agua cuando se desplaza.   Centrales eólicas: las bobinas se mueven por la fuerza del viento.   Centrales térmicas y nucleares: la fuerza del vapor de agua mueve las bobinas. 

Central eólica

Central hidroeléctrica

Central térmica

En todos los casos, el movimiento de las bobinas es muy rápido y genera corriente eléctrica,

que llega a nuestras casas a través del tendido eléctrico.