PRECAUCIONES EN LA UTILIZACIÓN DE APARATOS ELECTRICOS

• NO conectar a la red aparatos que estén mojados.
• NO manejar aparatos eléctricos con las manos mojadas ni estando descalzo.
• Antes de cualquier manipulación de la instalación eléctrica, desconectar previamente el interruptor general.
• Mantener en buen estado los enchufes y las clavijas de conexión a la red de los aparatos eléctricos.
• No abrir los electrodomésticos sin haberlos desconectado de la red. En particular, jamás debe abrirse un televisor ni el monitor del ordenador (existe un serio peligro de electrocución incluso desconectado de la red).

En caso de electrocución

• Antes de tocar a la víctima desconectar el interruptor general.
• Si no se puede acceder al interruptor general o no hay tiempo, mover a la víctima con la ayuda de un objeto aislante (una escoba de madera, una silla...). No tocar directamente a la víctima. No usar nunca objetos metálicos.
• Toda quemadura eléctrica debe ser examinada por un médico. Aunque parezca leve, es posible que el daño se extienda a tejidos situados en capas más profundas por debajo de la piel.
• Si la víctima ha perdido el conocimiento, avisar inmediatamente a un médico.

HISTORIA Y CONCEPTO DE ELECTRICIDAD

*BREVE HISTORIA DE LA ELECTRICIDAD

Las propiedades eléctricas de ciertos materiales ya eran conocidas por civilizaciones antiguas. En el año 600 AC, Tales de Mileto había comprobado que si se frotaba el ámbar, éste atraía hacia sí a objetos más ligeros. Se creía que la electricidad residía en el objeto frotado. De ahí que el término "electricidad" provenga del vocablo griego "elektron", que significa ámbar.

En la época del renacimiento comenzaron los primeros estudios metodológicos, en los cuales la electricidad estuvo íntimamente relacionada con el magnetismo. El inglés William Gilbert comprobó que algunas sustancias se comportaban como el ámbar, y cuando eran frotadas atraían objetos livianos, mientras que otras no ejercían ninguna atracción. A las primeras, entre las que ubicó el vidrio, el azufre y la resina, las llamó "eléctricas", mientras que a las otras, como el cobre o la plata, "aneléctricas".

Benjamín Franklin fue quien postuló que la electricidad era un fluido y calificó a las sustancias en eléctricamente positivas y negativas de acuerdo con el exceso o defecto de ese fluido. Franklin confirmó también que el rayo era efecto de la conducción eléctrica, a través de un célebre experimento, en el cual la chispa bajaba desde una cometa remontada a gran altura hasta una llave que él tenía en la mano.

Hacia mediados del siglo XVIII se estableció la distinción entre materiales aislantes y conductores. Los aislantes eran aquellos a los que Gilbert había considerado "eléctricos", en tanto que los conductores eran los "aneléctricos". Esto permitió que se construyera el primer almacenador rudimentario: estaba formado por dos placas conductoras que tenían una lámina aislante entre ellas. Fue conocido como botella de Leyden, por la ciudad en que se lo inventó.

A principios del siglo XIX, el conde Alessandro Volta construyó una pila galvánica. Colocó capas de cinc, papel y cobre, y descubrió que si se unía la base de cinc con la última capa de cobre, el resultado era una corriente eléctrica que fluía por el hilo de unión. Este sencillo aparato fue el prototipo de las pilas eléctricas, de los acumuladores y de toda corriente eléctrica producida hasta la aparición de la dínamo. Mientras tanto, Georg Simon Ohm sentó las bases del estudio de la circulación de las cargas eléctricas en el interior de materias conductoras.

En 1819, Hans Oersted descubrió que una aguja magnética colgada de un hilo se apartaba de su posición inicial cuando pasaba próxima a ella una corriente eléctrica y postuló que las corrientes eléctricas producían un efecto magnético. De esta simple observación salió la tecnología del telégrafo eléctrico. Sobre esta base, André Ampère dedujo que las corrientes eléctricas debían comportarse del mismo modo que los imanes.

Esto llevó a Michael Faraday a suponer que una corriente que circulara cerca de un circuito induciría otra corriente en él. El resultado de su experimento fue que esto sólo sucedía al comenzar y cesar de fluir la corriente en el primer circuito. Sustituyó la corriente por un imán y encontró que su movimiento en la proximidad del circuito inducía en éste una corriente. De este modo pudo comprobar que el trabajo mecánico empleado en mover un imán podía transformarse en corriente eléctrica. Los experimentos de Faraday fueron expresados matemáticamente por James Maxwell, quien en 1873 presentó sus ecuaciones, que unificaban la descripción de los comportamientos eléctricos y magnéticos, y su desplazamiento, a través del espacio en forma de ondas.

En 1878 Thomas Alva Edison comenzó los experimentos que terminarían, un año más tarde, con la invención de la lámpara eléctrica, que universalizaría el uso de la electricidad.

CORRIENTE ELÉCTRICA Y CIRCUITOS

Cuando una carga se coloca en las inmediaciones de otras cargas, sufre una fuerza que puede desplazarla de su posición. El movimiento ordenado de las cargas genera una corriente eléctrica.

Las cargas eléctricas pueden desplazarse de un cuerpo a otro (por ejemplo, por frotamiento). La corriente eléctrica consiste en el desplazamiento ordenado de cargas eléctricas, normalmente electrones.

Para que se produzca una corriente se necesitan:

• Por una parte, cargas que puedan moverse. Estas cargas pueden ser electrones o cualquier otra especie con carga; por ejemplo, los iones, tanto positivos como negativos, originan corrientes eléctricas.
• Sustancias conductoras por donde puedan desplazarse las cargas móviles. Los conductores pueden ser sólidos, líquidos o gases.
• Y, finalmente, generadores, dispositivos que, manteniendo el desequilibrio de cargas y aportando la energía necesaria, consiguen el movimiento de dichas cargas. Son generadores las máquinas que existen en las centrales eléctricas, las dinamos que dan luz a una bicicleta o las pilas que permiten el funcionamiento de una linterna.

Si falta alguno de estos elementos, la corriente eléctrica no podrá mantenerse en un circuito. Así, cuando una pila se agota, ya no es capaz de transportar los electrones desde el borne positivo al borne negativo, y la corriente se interrumpe en el circuito.

En los materiales llamados conductores existen partículas con carga eléctrica que pueden desplazarse. Los metales son buenos conductores de la corriente eléctrica, pues disponen de electrones que pueden moverse con libertad a lo largo del metal. Los mejores conductores son la plata, el cobre, el oro y el aluminio.

En otros materiales, llamados aislantes, las cargas no pueden moverse con libertad, por lo que no se produce una corriente eléctrica. La madera o la goma son buenos aislantes, pues en ellos no hay cargas eléctricas que tengan libertad para moverse a lo largo del material.

La corriente eléctrica puede circular por distintos elementos: cables, interruptores, lámparas, etc. Estos componentes forman los circuitos eléctricos. En un circuito eléctrico cerrado se produce un movimiento continuo de cargas eléctricas que transportan energía.

Un circuito eléctrico básico está formado por los siguientes elementos u operadores:

• Operadores que producen la corriente eléctrica o generadores, como, por ejemplo, una pila o un conjunto de pilas.
• Operadores que conducen la corriente eléctrica. Básicamente son los hilos conductores.
• Operadores que transforman la corriente eléctrica. Producen calor, luz (bombilla), movimiento, etc.
• Operadores que controlan el paso de la corriente eléctrica. Permiten o impiden el paso de la corriente eléctrica por el circuito, como, por ejemplo, los interruptores.
• Operadores que protegen a los receptores. Los fusibles son elementos que protegen a los aparatos cuando hay subidas inesperadas de tensión.

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CARGA ELÉCTRICA

La materia que nos rodea está formada por átomos (el átomo es la parte  mas  elemental de una sustancia que conserva todas sus características y propiedades ) que constan, a su vez, de protones, neutrones y electrones. Los protones y electrones tienen una propiedad que se conoce con el nombre de carga eléctrica.

Esta carga eléctrica puede ser de dos tipos.

• Los protones tienen carga eléctrica positiva.
• Los electrones tienen carga eléctrica negativa.

Normalmente, los átomos de los cuerpos tienen tantos protones como electrones, por lo que tendrán tantas cargas eléctricas positivas como negativas. Esto hace que sean neutros. Pero los átomos pueden ganar o perder electrones y convertirse en iones. De esta forma, los cuerpos neutros pueden adquirir una carga eléctrica.

• Cuando los átomos ganan electrones, el cuerpo adquiere carga eléctrica negativa.
• Cuando los átomos pierden electrones, entonces el cuerpo adquiere carga eléctrica positiva.

Un cuerpo electrizado está cargado positiva o negativamente porque ha perdido o ganado electrones. Por consiguiente, la carga eléctrica es una magnitud física medible y cuantificable. La cantidad de electricidad «neta» de un cuerpo será igual a un número entero de veces la carga del electrón.

En el Sistema Internacional, la unidad de carga eléctrica es el culombio (C),

NATURALEZA ELECTRICA DE LA MATERIA

La materia está constituida por átomos.

Muchos fenómenos muestran la relación entre la constitución de la materia y la electricidad: por ejemplo algunos cuerpos al ser frotados adquieren carga eléctrica, y también sabemos que la corriente eléctrica descompone algunas sustancias en otras más simples (electrólisis).

A partir de estas evidencias se empezó a estudiar la naturaleza eléctrica de la materia. Veamos los conceptos más básicos:

Partiremos del átomo que  es la unidad de materia más pequeña de un elemento químico que mantiene su identidad o sus propiedades, y que no es posible dividir mediante procesos químicos.

En el átomo distinguimos dos partes: el núcleo y la corteza.

- El núcleo es la parte central del átomo y contiene partículas con carga positiva, los protones, y partículas que no poseen carga eléctrica, es decir son neutras, los neutrones.

- La corteza es la parte exterior del átomo. En ella se encuentran los electrones, con carga negativa. Éstos, ordenados en distintos niveles, giran alrededor del núcleo.

Los átomos son eléctricamente neutros, debido a que tienen igual número de protones que de electrones.Un átomo está compuesto de electrones, neutrones y protones, cuando están juntos los átomos comienzan a intercambiar entre ellos electrones y se produce la electricidad, es decir, el movimiento de los electrones entre un átomo y otro es la electricidad.

La electricidad o energía eléctrica se produce porque la materia se puede cargar eléctricamente. ¿Qué significa esto?
Veamos: los electrones poseen una carga negativa y los protones una carga positiva. Estas cargas se contrarrestan unas a otras para que el objeto resulte neutro (no cargado). Pero al frotar, por ejemplo, un boli sobre un paño los electrones saltan del boli al paño y éste se carga de electricidad. El paño pasa a tener más electrones que protones y se carga negativamente; mientras el boli, con más protones que electrones, se carga positivamente. Se ha producido electricidad

La electricidad se puede trasmitir de un punto a otro conduciéndola a través de distintos objetos o materiales. Todos los cuerpos pueden trasmitir energía eléctrica, pero existen unos que son mejores transmisores de energía eléctrica (conductores, como los metales) que otros, a los cuales les cuesta más o simplemente no permiten el paso de ella (aisladores o malos conductores). 

Para generar energía eléctrica necesitamos de motores eléctricos, pilas, generadores, los cuales hacen que se pueda cargar un objeto y así poder transferir la electricidad.

Los efectos de la electricidad son múltiples y en la actualidad, conocidos y controlados, se ocupan para muchos usos. Magnético, electroimanes), Mecánico (Motores)Químico (Electrólisis)Luminosos y calóricos

PARA QUÉ SIRVEN LAS ESTRUCTURAS.

Una estructura puede tener diferentes funciones: soportar pesos, dar forma,
proteger, etc, Vamos a ver algunas de ellas.

Soportar pesos: Las estructuras deben aguantar el peso de todo lo que se apoye, o se sitúe en ellas. En un edificio los pilares y las vigas resisten el peso de los suelos, techos, paredes, y también de las personas y los muebles.

Resistir fuerzas externas: La fuerza del viento, de las olas, terremotos, etc, también actúan sobre las estructuras.

Dar forma: Las estructuras proporcionan la forma de la mayoría de los objetos,máquinas y construcciones. En una tienda de campaña, por ejemplo, las barras que se articulan entre sí le dan su forma características.

Servir de protección: Algunas estructuras cubren a los objetos protegiendo y aislando su interior. Armaduras y chasis de máquinas.

Otros problemas que pueden resolver las estructuras son:
1. Almacenar materiales (Tinajas de vino, depósitos de gas, envases de cartón)

2. Cubrir espacios. Bóvedas, cúpulas, techumbres
3. Atravesar accidentes geográficos. Puentes y túneles.
4. Crear espacios vacíos. Canales, presas, piscinas.
5. Generar superficies utilizables. Carreteras, aeropuertos, campos deportivos
6. Alcanzar alturas en el espacio. Torres, postes de luz, grúas.

TIPOS DE ESTRUCTURAS

Existe una gran variedad de estructuras. Si se tienen en cuenta los elementos que la forman y como se combinan. Estas se pueden clasificar en:

Estructuras masivas o de gravedad. Son estructuras muy pesadas y macizas. Están formadas por superficies muy anchas y resistentes. Grandes presas, pirámides, y puentes o iglesias de piedras antiguos. Son difíciles de volcar y soportan los esfuerzos horizontales.

Estructuras laminares o de carcasa. Están constituidas por láminas o paneles resistentes y delgados (carcasas) que pueden envolver o proteger a otras piezas del objeto. La resistencia la consigue dándoles una determinada forma. Cubiertas de pabellones, carrocería de coches, carcasa de un ordenador, de una lavadora, etc..
 

Estructuras de armazón o armaduras. Están formadas por piezas como barras, tubos, pilares, vigas, o cables unidos entre sí para formar una especie de esqueleto o armazón. Según la disposición de sus elementos pueden ser:

- Triangulares: Se forman por la unión de barras que van formando triángulos. Ejemplo de estas pueden ser las torres del tendido eléctrico, grúas, puentes de hierro.

- Entramadas: Tienen elementos verticales y horizontales que se unen entre sí, formando una especie de malla. Los elementos horizontales se apoyan en los verticales. Un ejemplo será la estructura de un edificio.

- Colgadas: El peso es soportado por cables que están unidos a otros elementos más robustos como muros o torres resistentes. Este tipo de estructura se utiliza en los puentes colgantes.

ESTABILIDAD DE LAS ESTRUCTURAS

Una de las condiciones que debe cumplir una estructura es la de no caerse o volcarse debido a pesos o a empujones laterales. Para ello las estructuras deben ser estables. Una estructura es estable cuando no cae o vuelca por la acción de las fuerzas que actúan sobre ellas. La ESTABILIDAD de una estructura depende de su forma, de como se apoye y como se distribuyan sus pesos. Por ello debemos tener en cuenta que:
- La estructura es más estable si el peso se encuentra en su base.

- También cuanto mas bajo se sitúe su centro de gravedad. El centro de gravedad de un cuerpo es el punto de aplicación de la suma de todas las fuerzas que constituyen el peso del cuerpo. 

- Las estructuras bajas y anchas son más estables que las delgadas y altas.
- Se aumenta la estabilidad con un buen anclaje o cimentación.
Para hacer las estructuras más estables, aumentaremos la superficie de apoyo,
incrementaremos el peso de la base, la empotraremos en el suelo, o la sujetaremos con tirantes.
Otra función fundamental de la estructura es la de soportar pesos que actúen sobre ellas sin romperse o deformarse demasiado. Para que esto sea posible se deben elegir los materiales adecuados, y las formas y tamaños apropiados para cada pieza.  Por tanto las piezas deben estar fabricadas de material resistentes para que no se rompan y rígidos para que no se deformen. Para las carcasas se utilizan plásticos rígidos y chapas de acero y aluminio. Las estructuras de muebles suelen ser de madera o de tubo de acero. En construcción se utiliza acero y hormigón armado.

ENSAYOS

La resistencia de los elementos que componen una estructura depende de las propiedades mecánicas de los materiales utilizados y del tipo de esfuerzo al que estaran sometidos. Las principales propiedades mecanicas de los materiales son: su resistencia mecánica, su dureza, su elasticidad, su plasticidad y su tenacidad. Las principales fuerzas que pueden actuar sobre un material son: la tracción, la compresion, la flexión, la torsión y la cizalladura.
La capacidad de resistencia de los materiales ante diferentes esfuerzos se comprueba mediante ensayos.   Los ensayos son procedimientos normalizados que permiten conocer, comprobar y cuantificar las caracteristicas y las propiedades de los materiales. Los principales ensayos son los de: dureza, traccion, compresion, resistencia al choque, flexion y torsion. Para la realizacion de los ensayos se emplean muestras de material que tienen formas y dimensiones normalizadas y que reciben el nombre de probetas. La aplicacion de diferentes esfuerzos sobre las probetas se lleva a cabo mediante maquinas y dispositivos que permiten regularlos y medirlos. Un ejemplo de estos aparatos es el durometro. 

ESTRUCTURAS

Si miras a tu alrededor, todos los objetos, grandes o pequeños, y con cualquier forma, poseen una estructura o esqueleto que soporta su propio peso y también a otras fuerzas, y además mantienen unidos entre sí todos sus elementos, dándoles
resistencia. Estas estructuras pueden ser “naturales” (esqueletos de animales, panal de abejas, etc,...), y otras construidas por el hombre “artificiales” (puentes, edificios, etc, ....).


Una estructura es un elemento o conjunto de elementos unidos entre si con la finalidad de soportar diferentes tipos de esfuerzos. 

Las estructuras, además de soportar diferentes tipos de fuerzas (cargas), tambien han de soportar propio peso y han de ser resistentes para que no se desmoronen ni vuelquen. Las estructuras han de ser resistentes, ligeras y estables. 

NORMAS DE SEGURIDAD DEL TRABAJO CON EL METAL.

Con las herramientas de sujección: (tornillo de banco, sargentos o gatos, alicates, tenazas y pinzas de sujección)

- Extremar la atención para no colocar los dedos entre los mangos.

- En caso de utilizarlos con aparatos eléctricos , la  corriente debe de estar desconectada, y si esto es posible, es imprescindible que los mangos estén aislados.

Con las herramientas de corte.

- Las tijeras y los alicates de corte no se deben utilizar para cortar materiales de dureza superior a la especificada por el fabricante

- Para cortar con las tijeras es necesario marcar antes el camino de corte.

- Las hojas de corte se han de mantener limpias y afiladas.

- Las tijeras y los alicates de corte se deben guardar en sus fundas o en cajas individuales sin mezclarlos con otras herramientas, para evitar que se deterioren los filos de las hojas de corte.

Con las herramientas de limado

- Antes de empezar a limar , hay que asegurarse de que el mango está bien sujeto.

- No tocar la superficie de la lima ni de la pieza con las manos.

Con las herramientas de taladrado.

- Es obligatorio usar gafas de protección

- La ropa demasiado holgada o el cabello largo tienen el peligro de poder engancharse  en la broca, por ello , los puños y las mangas deben de estar ajustados y el cabello recogido.

- El cambio de velocidad se debe hacer con la máquina parada. La tapa del cabezal ha de estar cerrada y jamás se deben manipular las correas con la máquina en marcha.

- La llave de apretar el portabrocas no debe quedar puesta, pues podría salir disparada al conectar la máquina y provocar un accidente.

- Al acabar de taladrar, no sujetar las piezas, frenar el portabrocas no tocar la broca o la pieza con las manos, ya que pueden sufrir quemaduras o heridas.

Con las herramientas de percusión o golpeado.

- El mango debe de estar en buenas condiciones para prevenir posibles daños. Si el mango se abre o se astilla hay que  sustituirlo inmediatamente.

- No coger el mango del martillo con las manos grasientas.

- Antes de utilizar el martillo , verificar la sujección de la cabeza al mango.

- En caso de golpear una superficie que pueda desprender esquirlas , es necesario el uso de gafas de protección.

Para el doblado de chapa.

- Los bordes de las chapas se deben rematar con una lima para evitar cortes.

- Hay que usar guantes para manipular las piezas de chapa.