La carga eléctrica puede ser positiva o negativa: las cargas del mismo signo se repelen y las de signo contrario se atraen (electrostática).
En un circuito, la corriente eléctrica es el movimiento ordenado de electrones por un conductor. La intensidad ($I$) se mide en amperios (A) con un amperímetro en serie; la diferencia de potencial ($V$) se mide en voltios (V) con un voltímetro en paralelo.
Ley de Ohm: $V = I \cdot R$, donde $R$ es la resistencia en ohmios ($\Omega$).
Resistencia equivalente en serie: $R = R_1 + R_2$.
Resistencia equivalente en paralelo: $\dfrac{1}{R} = \dfrac{1}{R_1} + \dfrac{1}{R_2}$.
Potencia: $P = V \cdot I$ (vatios, W).
Energía: $E = P \cdot t$ (kWh si $P$ está en kW y $t$ en horas).
La corriente continua (CC) circula siempre en el mismo sentido; la alterna (CA) cambia de sentido periódicamente (es la de la red eléctrica). La energía eléctrica se genera en centrales (térmicas, hidráulicas, eólicas, solares, nucleares) y se mide el consumo en kWh.
1. Dos cargas eléctricas del mismo signo...
(1 punto)
Retroalimentación: Las cargas del mismo signo se repelen y las de signo contrario se atraen (ley de Coulomb, electrostática).
2. Aplica la ley de Ohm: por un conductor circula una corriente cuando se conecta a una pila de 12 V. Si la resistencia del conductor es de 4 Ω, ¿qué intensidad (en amperios) circula por él?
(1.5 puntos)
Retroalimentación: Usando la ley de Ohm: $I = \dfrac{V}{R} = \dfrac{12}{4} = 3\,\mathrm{A}$.
3. Calcula la resistencia equivalente en cada caso:
(2 puntos)
a
)
Dos resistencias de 2 Ω y 3 Ω conectadas en serie: resistencia equivalente en Ω.
b
)
Dos resistencias de 4 Ω y 12 Ω conectadas en paralelo: resistencia equivalente en Ω.
Retroalimentación: En serie las resistencias se suman; en paralelo se suman sus inversas y luego se invierte el resultado.
4. ¿Qué instrumento y de qué manera se conecta para medir la diferencia de potencial (voltaje) entre dos puntos de un circuito?
(1 punto)
Retroalimentación: El voltímetro mide la diferencia de potencial y se conecta en paralelo con el elemento; el amperímetro, en serie, mide la intensidad.
5. Una bombilla de 100 W (0,1 kW) permanece encendida 2 horas. ¿Qué energía consume, expresada en kWh?
(1.5 puntos)
Retroalimentación: La energía es $E = P \cdot t = 0{,}1\,\mathrm{kW} \cdot 2\,\mathrm{h} = 0{,}2\,\mathrm{kWh}$.
6. ¿Cómo se llama el tipo de corriente en el que los electrones cambian de sentido de forma periódica?
(1 punto)
Retroalimentación: Es la corriente alterna (CA), la que llega a los enchufes de nuestras casas; en la continua (CC) el sentido es constante.
7. Un horno eléctrico de 2000 W (2 kW) funciona durante 1,5 horas. El precio de la energía es 0,25 €/kWh.
(2 puntos)
a
)
Energía consumida en kWh.
b
)
Coste en euros de esa energía.
Retroalimentación: Primero calcula la energía con $E = P \cdot t$ y luego multiplícala por el precio del kWh.