ELECTRICITAT A L’ORDINADOR
(1R PDF) 00 ELECTRICITAT
ENERGIA
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La energía es la capacidad para realizar un trabajo.
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La energía no se destruye ni se crea. Se transforma.
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Hay varios tipos de energía:
Energía cinética → movimiento
Energía eléctrica → diferencia de potencial
Energía térmica → disipación de calor
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Energía y Corriente Eléctrica: La energía es necesaria para crear una diferencia de carga entre dos puntos. Esta diferencia genera un potencial eléctrico que empuja a los electrones a moverse, creando así la corriente eléctrica. Sin energía, no habría movimiento de electrones.
MODELO ATÓMICO
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La materia está formada por átomos.
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Cada átomo está compuesto por 3 tipos de partículas elementales:
Neutrones: no poseen carga eléctrica
Protones: poseen carga eléctrica positiva
Electrones: poseen carga eléctrica negativa
(Los protones y neutrones están en el centro del átomo, formando el núcleo. El núcleo tiene carga positiva por los protones. Los electrones giran alrededor del núcleo, atraídos por su carga positiva.)
CORRIENTE ELÉCTRICA
La corriente eléctrica es el movimiento de partículas con carga eléctrica
(electrones), de una zona con menor carga a una zona con mayor carga eléctrica
Cuando aplicamos una diferencia de potencial en un circuito, es como tener un tobogán con una parte alta y una parte baja. La parte alta del tobogán es el polo negativo, y la parte baja, el polo positivo. Los electrones, que tienen carga negativa, se comportan como personas al inicio del tobogán, esperando a deslizarse hacia la parte baja (el polo positivo), ya que las cargas opuestas se atraen.
Cuando estos electrones empiezan a bajar por el tobogán, se mueven desde el polo negativo hacia el polo positivo. Este movimiento de los electrones bajando el tobogán es lo que llamamos corriente eléctrica, que en realidad es el desplazamiento de los electrones a través del material conductor (como el cobre) dentro del circuito.
TIPOS DE MATERIALES
Algunos materiales permiten que los electrones se muevan fácilmente, mientras que otros lo dificultan o impiden.
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Los aislantes no dejan que la corriente pase (madera).
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Los conductores dejan que la corriente fluya fácilmente (metales).
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Los semiconductores tienen una resistencia media (silicio).
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Superconductores en condiciones extremas pueden conducir sin resistencia (aluminio a -273°C).
DIFERENCIA DE POTENCIAL
El potencial, también llamado tensión o diferencia de potencial, es la energía necesaria para mover una carga eléctrica de un punto a otro en un circuito. Es una medida que indica cuánta “fuerza” tiene la electricidad para hacer que los electrones se muevan.
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La unidad de medida del potencial es el voltio (V).
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No se mide de manera aislada, siempre se compara entre dos puntos distintos, por lo que se habla de diferencia de potencial.
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Si hablamos de la tensión en un punto en particular, normalmente estamos comparando ese punto con un punto de referencia que tiene una tensión de 0 V, lo que comúnmente es la tierra o “ground”.
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La diferencia de potencial entre estos dos puntos es de 15V−10V=5V. Esta diferencia de potencial es lo que impulsa a los electrones a moverse.
MAGNITUDES ELECTRICAS
Para entender la electricidad, utilizamos varios conceptos clave que se pueden medir:
Impedancia (Z):
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Es como la resistencia que tiene un material al paso de la corriente eléctrica.
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Cuanto mayor es la impedancia, más difícil es que la corriente pase.
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Se mide en ohmios (Ω).
Intensidad de corriente (I):
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Es la cantidad de electrones (partículas que llevan la corriente) que pasan por un punto en un determinado tiempo.
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Cuantos más electrones pasen, mayor es la intensidad.
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Se mide en amperios (A).
Diferencia de potencial o voltaje (V)
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Es la energía necesaria para mover los electrones de un punto a otro.
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Cuanto mayor sea el voltaje, más “fuerza” tiene la corriente para moverse.
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Se mide en voltios (V).
Potencia (P)
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Es la cantidad de energía que se consume o se genera por unidad de tiempo.
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Es como medir cuánta electricidad se está usando para hacer funcionar algo (como una bombilla).
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Se mide en vatios (W).
En resumen:
La intensidad de corriente (I) mide cuántos electrones están moviéndose por el cable.
La diferencia de potencial o voltaje (V) mide cuánta “fuerza” hay detrás para mover esos electrones.
La potencia (P) es cuánta electricidad está usando el ventilador para funcionar.
Y si el cable es largo, su impedancia (Z) podría hacer que sea más difícil para la corriente llegar, haciendo que el ventilador funcione con menos energía.
FORMULA DIFERENCIA POTENCIAL (V)
V=I⋅R
FÓRMULA DE LA POTENCIA (P): te permite calcular cuánta potencia se consume en un circuito eléctrico.
P=V⋅I
SEÑALES ELÉCTRICAS
Es la variación de una magnitud eléctrica (como voltaje o corriente) en función del tiempo. Se representa comúnmente como x(t), donde x es la magnitud y t es el tiempo
Tipos de señales eléctricas:
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En función de su periodicidad: periódicas o no periódicas.
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En función de su continuidad: analógicas o digitales.
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En función de su polaridad: continuas o alternas.
PERIÓDICAS
Es una señal que se repite en intervalos regulares de tiempo. Esto significa que después de un cierto tiempo, llamado período (T), la señal toma el mismo valor una vez más.
Amplitud (A): Valor máximo de la señal.
Período (T): Tiempo que tarda en repetirse (segundos).
Frecuencia (f): Número de repeticiones por segundo (hercios, Hz).
Fase (φ): Desplazamiento en el tiempo (radianes, rad).
ANALOGICA
Amplitud (A): Valor máximo de la señal que varía continuamente.
Frecuencia (f): Número de ciclos por segundo (hercios, Hz).
Forma de Onda: Describe cómo varía la señal a lo largo del tiempo (sinusoidal, cuadrada, etc.).
Ruido: Interferencia no deseada que puede distorsionar la señal.
Desfase (φ): Retraso de una señal con respecto a otra, medido en radianes (rad).
DIGITAL
Nivel Lógico: Representación discreta de información como “0” y “1”.
Frecuencia (f): Cambios de estado por segundo (hercios, Hz).
Ancho de Pulso: Tiempo que la señal permanece en “1” (segundos).
Tasa de Muestreo: Cantidad de muestras tomadas de una señal analógica por segundo (hercios, Hz).
Modulación: Técnica para codificar información en la señal digital.
SEÑAL ELÉCTRICA CONTINUA Una señal eléctrica continua es aquella cuya polaridad es siempre positiva. |
SEÑAL ELÉCTRICA ALTERNAUna señal eléctrica alterna es aquella cuya polaridad es a veces positiva y a veces negativa. |
CONTINUA VS ALTERNA
La energía eléctrica puede ser utilizada en forma de señal continua o alterna
SEÑAL ALTERNA
La señal alterna es ampliamente utilizada en la transmisión de energía eléctrica a largas distancias, ya que puede ser transformada a diferentes voltajes de manera eficiente.
La forma de onda más común de la señal alterna es la señal sinusoidal. Esto se debe a que:
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Es una señal periódica: Se repite en intervalos regulares.
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Es simple y fácil de caracterizar.
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Está relacionada con el teorema de Fourier, que establece que cualquier señal periódica puede representarse como una suma de ondas sinusoidales.
SEÑAL CONTINUA
La señal continua se utiliza para alimentar los dispositivos eléctricos, ya que es más estable.
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Señal Constante: Mantiene un valor fijo a lo largo del tiempo.
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Señal Cuadrada: Alterna entre dos niveles de voltaje (alto y bajo) de manera abrupta, formando un patrón en forma de cuadrado.
LLEI D’OHM
Per calcular el voltatge (V): V=R⋅I Per calcular el corrent (I): I =V/R Per calcular la resistència (R): R= V/I Per calcular la potència (P): P=V⋅I
MULTIPLES I SUBMULTIPLES
PASSOS PER CONVERTIR UNITATS
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Coneix les potències de 10
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