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U1 Electricidad Basica
U1 Electricidad Basica
U1 Electricidad Basica
Electricidad Básica
Distribución.
/ Centro Sur
Qué es la Electricidad:
Es decir, la electricidad es una fuerza que resulta de la atracción o repulsión entre las partículas
que contienen carga eléctrica positiva y negativa, y se puede manifestar tanto en reposo (estática)
como en movimiento.
Electricidad es también la rama de la física que estudia este tipo de fenómenos eléctricos.
La palabra electricidad procede del latín electrum y a su vez del griego élektron
(ήλεκτρον), que quiere decir ‘ámbar’. Se relaciona con la electricidad porque el ámbar es
una resina que, al ser frotada, adquiere propiedades eléctricas.
Distribución.
/ Centro Sur
Características de la electricidad.
•Carga eléctrica: propiedad de las partículas subatómicas que se expresa en la atracción y repulsión entre
ellas por medio del campo electromagnético.
•Campo eléctrico: es el campo físico en que se inscribe la interacción entre las cargas eléctricas de los
cuerpos.
•Corriente eléctrica: se refiere al movimiento de las cargas eléctricas, es decir, es el flujo de las cargas
eléctricas que se distribuyen o propagan a través de un material conductor de electricidad.
•Magnetismo: una de las formas en que se manifiesta la electricidad es a través del magnetismo, ya que es un
tipo de corriente eléctrica que produce campos magnéticos. Éstos, a su vez, pueden llegar a producir corriente
eléctrica.
Distribución.
/ Centro Sur
El átomo
Toda la
materia
que
conforma
nuestro orbitando alrededor de éste como los planetas. El electrón posee una carga eléctrica
estarían
mundo
negativa, mientras que el protón tiene la misma carga pero positiva. El neutrón no tiene carga
está
eléctrica.
constituid
Un átomo contiene el mismo número de electrones y de protones
a por
por lo tanto no tiene carga eléctrica.
elemento
s
Los electrones se distribuyen alrededor del núcleo a diferentes
diminuto El último nivel o mas alejado es el llamado capa de
niveles.
s
valencia y es el que determina el comportamiento que tendrá el
denomin
átomo. Todos los átomos tienden a tener en su último nivel o capa
ados
de valencia 8 electrones de manera que si un átomo está próximo a
átomos.
los 8 electrones en su capa de valencia tenderá a ganar
Los
electrones para completar su última capa, en cambio átomos con 1,
2átomos
o 3 electrones en su última capa tienden a perderlos para que su
están capa sea la inferior y quede completa con 8 electrones.
última
formados
La carga eléctrica es el resultado del exceso o defecto de electrones
porun material.
de un
conjunto
Distribución.
/ Centro Sur
Materiales Conductores.
Los materiales conductores son aquellos que ofrecen poca resistencia al paso de la electricidad. Los
electrones pueden circular libremente a través del material porque están débilmente unidos a los
átomos y, por lo tanto, pueden conducir la electricidad. Por ejemplo: aluminio, bronce, níquel, oro.
Materiales Aislantes.
Los aislantes son la
materiales donde los la
electrones no pueden
circular libremente,
como porSemiconductores
Materiales ejemplo
cerámica,
Los el vidrio, como el silicio o el germanio, presentan propiedades eléctricas que están entre
semiconductores,
plásticos
los en general,
conductores y los aislantes. Se utilizan principalmente cómo elementos de los circuitos electrónicos.
el papel, la madera,
etc. Estos materiales
no conducen corriente
eléctrica.
Distribución.
/ Centro Sur
Corriente eléctrica.
B e lntrm1pt do d(, 1,
• e ,�Ida
l + 1
R�
C'pt
l
1D -p
Circuito eléctrico
Símil Hidraúlico
Comparando el circuito hidráulico con el circuito eléctrico, tenemos que el Motor M que mueve el agua es
equivalente al generador que impulsa los electrones, creando una diferencia de potencial. La noria de
agua R que realiza un trabajo es equivalente a la resistencia eléctrica que se opone al paso de la
corriente disipando una energía, La unión entre motor y noria se realiza mediante tuberías, y en el
circuito eléctrico mediante cables eléctricos. La circulación de agua es equivalente a la circulación de
electrones.
Distribución.
/ Centro Sur
Voltaje.
Diferencia de potencial o tensión.
(Voltios.)
Intensidad.
Cantidad de electrones circulando en la unidad de tiempo. (Amperios.)
Resistencia.
Oposición al paso de la corriente eléctrica. (Ohmios.)
I
Distribución.
Centro Sur
El Voltaje.
La diferencia de potencial entre los dos polos de un generador se mide en voltios, el aparato con que se
efectúa la medición es el voltímetro. Medir el voltaje es hallar la diferencia de potencial que existe entre
dos puntos de una instalación eléctrica. Para no desvirtuar la medida tan sólo debe atravesar el voltímetro
una pequeña cantidad de corriente, por la tanto su resistencia eléctrica debe ser muy grande, por ello se
construyen con hilo muy fino y de muchas vueltas.
lln1n ·
+
/
Generado:
plo,
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ouductor � u
tuJH11
La intensidad de corriente o corriente eléctrica se define como la cantidad de electrones que pasa por
un conductor en la unidad de tiempo, La unidad de intensidad es el Amperio , y equivale a transportar
en 1 segundo 1 Culombio Q = 6,3 × 1018 electrones.
lu i 111
'1 1
+ t
1 ondu lor de id,,
Borne +
/
G n rador
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- t Cond uc tor el
Borne-
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l
Amperímetro.
Distribución.
/ Centro Sur
La Resistencia eléctrica
Se define la resistencia eléctrica como la mayor o menor oposición que presenta un material a ser atravesado
por electrones, la unidad de medida de la resistencia eléctrica es el Ohmio (Ω). Y su aparato de medida
el ohmetro. Se define a un ohmio como la resistencia eléctrica que existe entre dos puntos de un conductor,
cuando una diferencia de potencial constante de un voltio aplicada entre estos dos puntos, produce, en dicho
conductor, una corriente de intensidad de un amperio.
Existen dos grupos de resistencias en función del material con el que estén construidas.
Dorado 0.1 s
Ninguno 20
Distribución.
/ Centro Sur
La Resistencia eléctrica
Multiplicador 1.000
Valor cifra 2
Resistencia 26 KO, 1O
tolerancia 0
/o
Distribución.
Ley de OHM / Centro Sur
La relación que existe entre el voltaje que se aplica a un conductor y la intensidad de corriente que lo
atraviesa, es una cantidad constante; que se llama resistencia, y que se opone al paso de esa corriente.
1--
V=R.I
R
R=V
Ley de Ohm
1
Levde Ohm La V representa la tensión en voltios, la I la intensidad
en amperios y la R la resistencia en Ohmios.
Ley de ohm
Un múltiplo del Ohmio es el Megaohmio MΩ que equivale a 1 millón de ohmios y se usa para medir
resistencias de aislamiento de los conductores.
Caída de tensión.
Dado que los conductores tienen siempre una resistencia la tensión que se aplica a un receptor
vendrá disminuida por la caída de tensión en el conductor.
Resistencia
de la linea
r
u Resistencia
V=U-rI
V 1 del receptor
R
1 >n
i
Caída de tensión en un
conductor
Es decir la tensión que se aplica a la carga siempre es algo menor que la que medimos en el generador debido
a la caída de tensión que se va a producir a lo largo del cable al ser atravesado por una corriente eléctrica.
Distribución.
/ Centro Sur
Potencia Eléctrica
En electricidad definiremos la potencia como el trabajo de llevar una carga eléctrica de un potencial a otro
en la unidad de tiempo. La carga por la unidad de tiempo nos la da la intensidad y la diferencia de potencial
será la tensión.
P V . 1= (vatios)
= W
La potencia se mide en Vatios y es la cantidad de trabajo realizado por un circuito eléctrico que tiene
aplicada la tensión de 1 voltio entre sus extremos y es recorrido por un amperio durante un segundo.
Distribución.
Potencia Eléctrica / Centro Sur
Los múltiplos del vatio mas utilizados son el KW (1000 vatios) y el MW MegaVatio (1.000.000 wattios).
Para medir la potencia eléctrica se usa el Vatímetro que se compone de un amperímetro (serie) y un
voltímetro (paralelo).
M
V A w
"..
-
..
V
.\e . •
.. íl. ..
•. •'u
. .. .. 1
.
I ,
�
b n
.,
I
V.I - p
4 I I 4 I
Conexión de Volltímetro, Amperímetro y Wattímetro.
Distribución.
Potencia Eléctrica / Centro Sur
Otra unidad frecuente en la medición de potencia es el caballo de vapor (HP), que equivale a 736
Vatios.
1 cv. = 736 W
Caballo de
Vapor.
La energía eléctrica consumida por una carga o receptor será proporcional a la potencia de la carga y al
tiempo que esté conectada.
Ejemplo: Calcular los Watts x Hora consumido por el motor anterior si trabaja 5 hrs al día.
El reóstato.
Un reóstato es una resistencia variable mecánicamente, formado por un cursor que va moviéndose a lo
largo de la materia resistente. Instalado en un circuito conseguimos que varíe la intensidad.
El
Reostato .
.....
....
Resistenci
a
El potenciómetro.
El Potenciómetro
La energía calorífica que produce un conductor recorrido por una corriente eléctrica se desprende de la
expresión de la energía eléctrica y de la ley de Ohm.
E= P x t.
En el sistema internacional de medidas al ser una energía se medirá en julios. Podemos convertir los julios
en calorías multiplicando por la constante 0,24.
Distribución.
/ Centro Sur
Ley de Joule
Luego.
E = I² x R x t
Esta es la expresión de la Ley de Joule. El calor que desprende un conductor al ser atravesado por una
corriente eléctrica es directamente proporcional al cuadrado de la intensidad multiplicado por la resistencia
y por el tiempo en que este circulando la intensidad.
En el sistema internacional de medidas al ser una energía se medirá en julios. Podemos convertir los julios
en calorías multiplicando por la constante 0,24.
Distribución.
Asociación de Resistencias Serie – Paralelo. / Centro Sur
Las resistencias estarán asociadas en serie cuando todas ellas están colocadas una a continuación
de otras siendo recorridas por la misma intensidad.
Vt
Vl V2 V3
R R R
l 2 3
A 1--- B e D
-+
._.
+ ._
Resistencias en Serie
1
Distribución.
Asociación de Resistencias Serie – Paralelo. / Centro Sur
En este caso la resistencia total es la suma de las resistencias, y además aplicando la ley de Ohm podemos
obtener las siguientes fórmulas.
1=
Rl+R2+R3
Distribución.
Asociación de Resistencias Serie – Paralelo. / Centro Sur
Ejemplo calcular la intensidad de corriente (I) que circula en el circuito serie mostrado.
Vt
vi V2 V3 Rt = R1 + R2 +R3
Rl R R Rt = 1 + 2 + 3
2 3
A J--+ B e D
Rt = 6
._.._
+ 1
I = V / R = 120/6
Resistencias en Serie
I = 20 Amp.
R1 = 1 Ohms
R2 = 2 Ohms
R3 = 3 Ohms
Voltaje = 120 Volts
Distribución.
Asociación de Resistencias Serie – Paralelo. / Centro Sur
Las resistencias estarán asociadas en paralelo cuando todas ellas están colocadas una debajo de la otra
teniendo todas ellas la misma diferencia de potencial.
Rl
T V v
]--1 ·!=-.· J3-- R-
I1- J - R . 2 3
1 -
R,
t
1
A
- R2
-
l
-
B V V V
1-2
] = 1 + I, + 13 ---R +-R -R3 1
R I 1 - 1 2
+
, 3 R
I'.l-
,
V
RI = l l
-+-+-
1
R¡ Rz R3
-
Distribución.
Asociación de Resistencias Serie – Paralelo. / Centro Sur
Ejemplo calcular la intensidad de corriente (It) que circula en el circuito serie mostrado y la resistencia total.
Ley de los nodos o ley de corrientes de Kirchhoff: La suma de todas las intensidades que entran y salen por un
Nodo (empalme o nudo) es igual a 0 (cero).
nodo
10,m·
1
1 m-•12
9m
13
I1=I2+I3
R1
1
R
H I2+I3=I4
1
14.
18mA
1•
9m
8
12 m
nod 9
o
Distribución.
Leyes de Kirchhoff / Centro Sur
V1
+V2+V3=V4
V3=V
S
•• • .
Segunda Ley de Kirchoff
.
Distribución.
Leyes de Kirchhoff / Centro Sur
V1
+V2+V3=V4
V3=V
S
•• • .
Segunda Ley de Kirchoff
.