1conceptos electricos

8/18/2019 1conceptos electricos

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1.0 CIRCUITOS DE CORRIENTE DIRECTA

1. Carga eléctrica

Para explicar como se origina la electricidad estática, hemos deconsiderar que la materia está hecha de átomos y los átomos de

partículas cargadas, un núcleo rodeado de una nube de electrones.Normalmente, la materia es neutra, tiene el mismo número de cargaspositivas y negativas.

Algunos átomos tienen más facilidad para perder sus electrones queotros. Si un material tiende a perder algunos de sus electronescuando entra en contacto con otro, se dice que es más positivo en laserie triboeléctrica. Si un material tiende a capturar electronescuando entra en contacto con otro material, dicho material es másnegativo en la serie triboeléctrica.

La menor cantidad de carga eléctrica que puede existir es la delelectrón, pero esta unidad es extremadamente pequeña paraaplicaciones prácticas y para evitar el tener que hablar de billones deunidades de carga, se ha definido en el Sistema internacional deUnidades el culombio como unidad de carga eléctrica.

1 culombio [C] = 6.23 × 1018 electrones.

2. Conductividad eléctrica

Es la propiedad que tienen algunos materiales de permitir fácilmente

el movimiento de cargas eléctricas en su interior, Estos materialesserán capaces, bajo la acción de fuerzas exteriores, de conducir laelectricidad.

3. Corriente eléctrica

El termino corriente eléctrica, o simplemente corriente, se empleapara describir el movimiento de cargas eléctricas de igual signo que


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pasa por alguna región de espacio. La mayor parte de las aplicacionesprácticas de la electricidad tienen que ver con corrientes eléctricas.

Siempre que se mueven cargas eléctricas de igual signo se estableceuna corriente eléctrica.

Se define como la cantidad de carga que atraviesa una sección delconductor en un segundo. La corriente eléctrica se mide enAMPERIOS (A).

Los submúltiplos más usuales del amperio son: El miliamperio (mA.)que es la milésima parte del amperio, por lo que: 1 A. = 1 .000 mA.

El microamperio (µA) que es la millonésima parte del amperio, por loque: 1 A. = 1.000.000 uA.

1 Amperio = 1A

1 miliamperio (mA) = 0.001 A

1 microamperio (uA) = 0.000001 A

El aparato empleado para medir intensidades de corriente eléctrica esel amperímetro. Su símbolo es una A rodeada por una circunferencia.

Amperímetro

Medición de corriente

Siempre que se mida una intensidad es necesario abrir el circuito porel punto donde se quiere medir e intercalar en serie el amperímetro ,de forma que la corriente lo atraviese.

Medición de corriente


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4. Fuerza electromotriz

Se denomina fuerza electromotriz (FEM) a la energía proveniente decualquier fuente, medio o dispositivo que suministre corrienteeléctrica. Para ello se necesita la existencia de una diferencia depotencial entre dos puntos o polos (uno negativo y el otro positivo)

de dicha fuente, que sea capaz de bombear o impulsar las cargaseléctricas a través de un circuito cerrado.

La diferencia de potencial se expresa en voltios y el aparato paramedirla se llama voltímetro, además siempre que se desea ver ladiferencia de potencial entre 2 puntos, se coloca entre esos 2 puntosel voltímetro.

Medición de voltaje

5. Resistencia eléctrica

Es la oposición de un material al flujo de electrones

Todos los materiales ofrecen resistencia al paso de la corriente. En elcaso de un conductor ésta es pequeña, en cambio la que presenta unaislante es "muy grande".

Por otra parte se fabrican resistores o resistencias, con el objetivo deproporcionar diferentes valores de resistencia.

Símbolos de resistencias Formas de resistencias

La unidad de medida es el OHM.

Los múltiplos más usuales del ohm son: El kilo-ohm y el mega-ohm 1

kilo-ohmio = 1000 ohmios1 mega-ohmio = 1000000 ohmios.

Código de colores

Es el código con el que se regula el marcado del valor nominal ytolerancia para resistencias fijas de carbón y metálicas de capafundamentalmente.


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Tenemos que resaltar que con estos códigos lo que obtenemos es elvalor nominal de la resistencia pero no el valor real que se situarádentro de un margen según la tolerancia que se aplique.

Código de colores para tres o cuatro bandas

COLOR 1ª CIFRA 2ª CIFRA Nº DE CEROSTOLERANCIA

(+/-%)PLATA - - 0,01 10%ORO - - 0,1 5%

NEGRO - 0 - -MARRÓN 1 1 0 1%

ROJO 2 2 00 2%NARANJA 3 3 000 -AMARILLO 4 4 0000 -

VERDE 5 5 00000 -AZUL 6 6 000000 -

VIOLETA 7 7 0000000 -GRIS 8 8 00000000 -

Código de colores para las resistencias

Tolerancia: sin indicación +/- 20%

Para determinar el valor de la resistencia comenzaremos pordeterminar la banda de la tolerancia: oro, plata, rojo, marrón, oningún color. Si las bandas son de color oro o plata, está claro queson las correspondientes a la tolerancia y debemos comenzar lalectura por el extremo contrario. Si son de color rojo o marrón,suelen estar separadas de las otras tres o cuatro bandas, y asícomenzaremos la lectura por el extremo opuesto, 1ª cifra, 2ª cifra,número de ceros o factor multiplicador y tolerancia, aunque enalgunos casos existe una tercera cifra significativa. En caso de existirsólo tres bandas con color, la tolerancia será de +/- 20%. La falta deesta banda dejará un hueco grande en uno de los extremos y seempezará la lectura por el contrario. Suele ser característico que laseparación entre la banda de tolerancia y el factor multiplicativo seamayor que la que existe entre las demás bandas.


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Código de colores para cinco bandas

COLOR 1ª CIFRA 2ª CIFRA 3ª CIFRA Nº DECEROS

TOLERANCIA(+/-%)

PLATA - - - 0,01 -ORO - - - 0,1 -

NEGRO - 0 0 - -MARRÓN 1 1 1 0 1%ROJO 2 2 2 00 2%

NARANJA 3 3 3 000 -AMARILLO 4 4 4 0000 -

VERDE 5 5 5 00000 0,5%AZUL 6 6 6 000000 -

VIOLETA 7 7 7 - -GRIS 8 8 8 - -

6. Potencia eléctrica

Podemos describir el movimiento de los electrones en un conductorcomo una serie de movimientos acelerados, cada uno de los cualestermina con un choque contra alguna de las partículas fijas delconductor. La energía adquirida por las partículas fijas (que son fijassolo en el sentido de que su posición media no cambia) aumenta laamplitud de su vibración o sea, se convierte en calor

En Electricidad, y para corriente continua (CC), la potencia eléctricainstantánea desarrollada por un dispositivo de dos terminales, es elproducto de la diferencia de potencial entre los terminales y lacorriente que pasa a través del dispositivo.

Esto es, P = V x I

donde I es el valor instantáneo o el promedio de la corriente y V es elvalor instantáneo o el voltaje promedio. Si I está en amperios y V envoltios P estará en vatios.

Al igual que todas las unidades, tenemos múltiplos y submúltiplospara las unidades de potencia eléctrica.

1000 vatios = 1 Kilo vatio (1KW)

1000000 vatios = 1 mega vatio (1MW)

0.001 W = 1 mili-vatio (1 mW)

Supongamos, como en un calentador eléctrico, que todo el trabajo

realizado por la energía eléctrica es transformado en calor.Ejemplo. Potencia en un calentador eléctrico

Se construye un calentador eléctrico aplicando una diferencia depotencial de 110V a un alambre de nicromo cuya resistencia total esde 8 ohmios. Encuéntrese la corriente en el alambre y la potencianominal del calentador.


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Analicemos ahora un circuito simple como el de la figura:

En el circuito anterior, dibujamos la circulación de corriente desde elpolo positivo de la fuente hacia el negativo. Pero, ¿cómo se explicaesto, sí hemos aprendido que los electrones son los que se estánmoviendo, la corriente debería circular en el sentido opuesto?

Cuando se descubrió el fenómeno electricidad, realmente no se sabíade la existencia del electrón, esta se describía como un flujo DC fluido

de positivo a negativo.Con el descubrimiento del átomo aparecieron las nuevas teoríaseléctricas y por acuerdo entre los científicos se mantuvo el sentidohistórico de la corriente (de positivo a negativo). Cabe aclarar que esindistinto el sentido de la corriente, lo que nos debe interesar es elfenómeno en sí.

9 Asociación de resistencias

Acoplamiento de resistencias en serie.

Acoplamiento de resistencias en serie

En la figura podemos observar que la corriente que circula por todoslos elementos del circuito es la misma, esto es lógico, ya que lacantidad de electrones que salen del terminal negativo debe pasarpor cada una de las resistencias y es debe ser igual a la cantidad queingresa por el positivo. Por lo tanto la resistencia que encuentra elflujo de corriente es la suma de todas las resistencias que vaencontrando en el camino, es decir: Rtotal = R1 + R2 + R3 + R4 etc.


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Acoplamiento de resistencias en paralelo.

Acoplamiento de resistencias en paralelo

En el acoplamiento de resistencias en paralelo vemos que lasresistencias no están una seguida de la otra sino que están una allado de la otra, podemos ver como ambos extremos de la resistenciaestán conectados a los dos extremos de la resistencia vecina, por lotanto cuando la corriente llegue a uno de estos puntos tendrá doscaminos dividiéndose para pasar por cada una de ellas, esto hace quela resistencia total sea menor, la fórmula que nos muestra la figuranos permite evaluar la resistencia equivalente de dos o mas

resistencias en paralelo.Acoplamiento mixto de resistencias.

La mezcla de conexiones serie y paralelo entre las resistencias de uncircuito nos produce un acoplamiento mixto de resistencias.

La solución de estos circuitos se da, resolviendo primero lasconexiones en paralelo, lo que nos da como resultado otraresistencia, al reemplazar estas dos por su equivalente, nos resultaun acoplamiento de resistencias en serie que ya sabemos comoresolverlo.

La figura siguiente muestra una conexión de este tipo.

Acoplamiento mixto de resistencias

10. Leyes de Kirchoff

Para los cálculos de circuitos son indispensables las dos primeras

leyes establecidas por Gustav R. Kirchhoff (1824-1887).


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1. La suma de las corrientes que entran, en un punto de unión de uncircuito es igual a la suma de las corrientes que salen de ese punto.Si se asigna signo más (+) a las corrientes que entran en la unión, ysigno menos (-) a las que salen de ella, entonces la ley establece quela suma algebraica de las corrientes en un punto de unión es cero:

suma de I= 0 (en la unión)

En esencia, la ley simplemente dice que la carga eléctrica no puedeacumularse en un punto (es decir, cuanto más corriente llega a unpunto, mayor cantidad sale de él ).

2. Para todo conjunto de conductores que forman un circuito cerrado,se verifica que la suma algebraica de las diferencias de potenciales(voltajes) en una malla cerrada es cero:

suma de VF - suma de las caídas VR = 0 (en la malla cerrada)

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