electricidad 2011

8/3/2019 Electricidad 2011

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Saber un poquito mas es

VIVIR MEJOR cada

día



día

Bienvenidos hoy vamos aprender conceptos y ampliar nuestro

conocimiento de Electricidad.



Es una forma de

energía natural quepuede ser producida

artificialmente y que secaracteriza por sufacilidad detransformación ytransportación; ya que

se puede convertir en: LUZ, CALOR,SONIDO, FRIO,MOVIMIENTO, etc.



Los cuerpos están formadospor muchas partículas, perola parte más pequeña de

ellas se llama átomo. El átomo está compuestoentre otras cosas por dos tiposde carga:

Carga eléctrica negativa (-),llamada ELECTRONES.

Carga eléctrica positiva (+),llamada PROTONES.



La electricidad se origina por elmovimiento de los electrones a lo

largo de algún material conductor (cobre, aluminio, oro, plata, metalesetc.



Los electrones fluyen o circulan, dedonde sobran (NEGATIVO) a donde

faltan (POSITIVO).



En un tramo de alambre de cobre, lasúnicas cargas que se mueven son loselectrones libres.

Bajo la influencia de un campo eléctricoestos electrones fluyen desde el terminalnegativo de una batería hacia el terminalpositivo.



Es la diferencia depotencial ( E ) entre dospuntos, y su unidad de

medida es el VOLT ( V ). Al igual que se necesita una

presión para que circuleagua por una tubería, se

necesita tensión (fuerza)para que circule lacorriente eléctrica por unconductor.



Fluye en una direccióny luego en direcciónopuesta. Se abrevia

CA, (AC en Inglés) Su polaridad cambia

de forma cíclica en elcircuito.

Las veces (ciclos) o“frecuencia” en quecambia por segundose mide en HERTZ (Hz).



Es el flujo de corriente enuna sola dirección; esdecir, se mantiene comoun impulso constante (delpolo NEGATIVO al poloPOSITIVO).

Se abrevia CD, (DC en Inglés)

También se le llamaCORRIENTE CONTINUA (cc)

V o l t a j e

Tiempo

Voltaje constante

Corriente DC



La CD típicamente laencontramos en laspilas y baterías.

También la podemosobtener procesandola CA, a esto se le

conoce comoRECTIFICACIÓNLas fuentes de poder son un ejemplo.



La RECTIFICACIÓN lapodemos obtener apartir de dispositivos

semiconductoresllamados DIODOS oRectificadores queentre suscaracterísticas es que

permiten circulaciónde corriente solo enuna dirección

Simbología



Dependiendo decómo se instalen

los DIODOS, serála polaridad quese obtenga alrectificar la

CORRIENTEALTERNA.



Una típica aplicación de larectificación de corriente laencontramos en:

Las fuentes de Alimentaciónconocidas también comoFuentes de Poder o dePotencia.

En los Cargadores de Baterías.



La mayor parte de las fuentesde poder adicionalmentetienen un circuito regulador.

Se les llama FUENTES DE PODERREGULADAS.

Las fuentes que no tienencircuito regulador, estánpropensas a elevar el voltaje

hasta en un 50% más, por locual pueden dañar equipoelectrónico delicado o hacer que se comporte muy

inestable.



Para transformar la CD en

CA no es tan simple, serequiere de un INVERSOR.

La función de un inversor es

convertir la corriente directade una batería(acumulador) en corrientealterna.

Un inversor consta de varioscircuitos, Un oscilador, unamplificador y la salida depotencia.



Además, los inversoresrequieren circuitosmuy especiales para

proporcionar CA parecida a la que nosllega a la casa, la cuales una ondaSINUSOIDAL “PURA” o

“perfecta”.



Entre más baratos son los inversores laonda sinusoidal está más distorsionadatendiendo a ser cuadrada.



Para alimentar un equipoelectrónico delicadodebemos utilizar inversoresde onda sinusoidal “PURA” los cuales proporcionanenergía muy parecida a la

que nos llega de lacompañía eléctrica,

Su precio es más alto.



Para cambiar el voltaje

de CA a CA (solamente)

es tan sencillo comoutilizar un transformador con 2 bobinas odevanados, con menosvueltas el de menor voltaje y con más el demayor voltaje.



En corriente directa lostransformadores nofuncionan y para convertir

un voltaje bajo a unvoltaje alto.

El método más sencillo esutilizar un inversor paracambiar la CD en CA



Luego transformarla a unvoltaje adecuado con unsimple transformador y

convertir de nuevo a CDmediante rectificadores;casi siempre es necesarioinstalar un regulador paraevitar la inestabilidad entodo el sistema



Cuando se requiere instalar unequipo que funciona con unvoltaje de CD determinado

pero el voltaje es mayor, lomás conveniente es utilizar unequipo que cambie de voltaje

alto a voltaje bajo. Por ejemplo, el ferrocarril

trabaja con 70 Vcd yqueremos instalar un radio que

trabaja con 12 Vcd.



Es el trabajo hecho por unacorriente eléctrica, y su unidadde medida es el WATT.

En algunos países se dice VATIO

Este trabajo se traduce tambiénen consumo de un aparatoeléctrico.

Los WATT se obtienen demultiplicar VOLT por AMPER osea: VOLTAJE por CORRIENTE. W= E x I



Resistencia (R) es laoposición al flujo deelectrones libres,

limitando o controlandoel flujo de corriente.

Su unidad de medida es

el OHM y se abrevia W. Las resistencias son

utilizadas en la mayoríade los circuitos eléctricos



Todos los conductorespresentan algo de

resistencia. Una lámpara, un motor,

un calefactor eléctricotambién presentanresistencia, muchomayor que unconductor



Es un material que permite elflujo de electrones libres. Losalambres son el mejor ejemplo

de conductor de corriente. Éstos tienen átomos inestables

que permiten el flujo de unpunto a otro.

Muchos metales son buenosconductores como la PLATA,COBRE,ALUMINIO,HIERRO etc.



Es el conductor utilizado para suministrar la energía en un circuito.

Si es un circuito en CA, se le denominaFASE, VIVO o CALIENTE.

Si es un circuito en CD, se le denomina

conductor positivo + (CABLE COLORROJO). Este conductor no debe nuncaconectarse al terminal negativo - de lafuente, (COLOR NEGRO) ya que puede

causar un corto circuito.



Es sin duda el conductor másimportante que debe existiren una instalación eléctrica.

Su función principal es laseguridad. Si existe algúnproblema en el circuito conla corriente que circula en

un aparato, dicha corrienteserá dirigida hacia tierra por este conductor evitando queel usuario sufra un shock eléctrico.



Dichas descargas surgen de improvisto, talescomo fenómenos naturales (RAYOS), oartificiales (SOBRECARGAS), descargas

electrostáticas, interferenciaelectromagnética, y errores humanos.



Tierra física es un sistemade conexión deseguridad que se diseña

para la protección deequipo eléctrico yelectrónico, contradisturbios y transitorios

imponderables con locual los equipos puedenser dañados..



En instalaciones enCorriente Alterna esnecesario que laFASE esté en forma

correcta. La identificación de

terminales y coloreses importante:

Blanco = Neutro Negro = Fase Verde = Tierra física

FASE

TIERRA

NEUTRO



GRT500A

MEDIDOR DE FASE,

auxiliar en lainstalacióncorrecta detomacorrientes,para verificar polaridad.

FASE

TIERRA

NEUTRO



El diámetro de un conductor es generalmente dado enmilésimas de pulgada.

Para efectos prácticos loscalibres de los conductoresson expresados en AWG (American Wire Gauge).

Mientras más grande es elnúmero más pequeño es elcalibre del conductor.

Ej. Cal. 8 AWG, cal. 20 AWG,

etc.



Mientras másgrueso es el cable,más corriente

puede pasar, puesofrece menosresistencia.

En otras palabras,

un calibre 20transporta máscorriente que uncalibre 22.



Son aquellos que nopermiten la transmisiónde las cargas eléctricas.Los átomos de los

aislantes son muyestables y no permiten elmovimiento deelectrones fácilmente.

El aislamiento en losalambres esta diseñadopara impedir el flujoeléctrico.



Los aislantes no conducenElectricidad pues tienenuna altísima resistencia a

veces infinita. Un ejemplo de aislante

puede ser el aire, vidrio,

plástico, hule, porcelanay por supuesto el vacío.



Es utilizado para proteger un circuito de daños por exceso de corriente.

Cualquier problema haráque la corrienteaumente, haciendo que

el elemento del fusible sequeme, y por consiguienteinterrumpiendo el flujo de

corriente en el circuito. Simbología



Los fusibles seinstalan en serie conel circuito para queal abrirse se

interrumpa lacorriente.



Este dispositivoes utilizado

para conectar o desconectar la fuente deenergía en un

circuito.

Simbología



La carga del circuitopuede ser una lámpara,un radio, un televisor ohasta unacomputadora.

Es cualquier dispositivoque tenga un consumode energía eléctrica.



La palabra estáticosignifica en reposo

Existen muchas maneras degenerar electricidadestática: Al caminar sobreuna alfombra, al frotar elpelaje de un gato.

Algunas nubes también secargan fuertemente.

A veces se puede producir una descarga de chispas altocar a otra persona.



El más típico caso deelectricidad estáticason los rayos en unatormenta eléctrica.

Los rayos se originanal chocar nubes

cargadas deelectricidad estática.



Cuando contienenpoca electricidad seoriginan losrelámpagos, que esun resplandor momentáneo.



Si la carga es muy fuertese producen los rayos,que son fuertes

descargas eléctricas. En una tormenta se ve

la luz primero y luego seescucha el trueno, estose debe a que la luz esmás veloz que el sonido.



La electricidad estáticaes un fenómeno que sedebe a una

acumulación decargas eléctricas en unobjeto; éstaacumulación puede

dar lugar a unadescarga eléctricacuando dicho objetose pone en contacto

con otro.



Cargas del mismosigno se repelenentre sí.

Cargas de distintosigno se atraenentre sí.



La electricidad estática se utilizacomúnmente en la xerografía, en filtrosde aire, y en algunas pinturas de

automóvil. Los pequeños componentes de los

circuitos eléctricos pueden dañarsefácilmente con la electricidad estática.

Los fabricantes usan una serie dedispositivos antiestáticos para evitar estos daños.



Electricidad por magnetismo




Alternador y Generador Eólico



Electricidad por Química

Baterías; con frecuencia a

las pilas simples se les llamabaterías.

Por definición estricta, una

batería consiste en dos omás celdas conectadasentre sí y que se encierranen un contenedor.

Pilas

Baterías

Símbolos

http://images.google.com.mx/imgres?imgurl=http://www.ingesol.com/Baterias.JPG&imgrefurl=http://www.ingesol.com/favorite.htm&h=432&w=780&sz=42&hl=es&start=70&tbnid=rxO5Ts3_zyUXhM:&tbnh=79&tbnw=142&prev=/images%3Fq%3Dbaterias%26start%3D60%26gbv%3D2%26ndsp%3D20%26svnum%3D10%26hl%3Des%26sa%3DN



Cada celdaproporciona entre 1 y 2Voltios.

Las baterías del tipoautomotriz puedenvariar la cantidad deceldas de acuerdo a su

potencia.

La batería KNB15 tiene 6pilas en serie de 1.2Voltio cada una.



Las pilas y baterías estáncompuestas por dosmaterialesdiferentes: Cobre y Zinc oCarbón y Zinc.

Estos metales seencuentran dentro de

una solución de aguacon un ácido o con sal,llamada electrolito, quepuede ser líquido osólido.



Baterías Alcalinas

Si no se usan, duran varios

años con la carga. No son recargables, si se

recargan por equivocaciónpueden explotar.

Por lo tanto, sólo tienen unciclo de vida. Muy útiles para

emergencias.



A la fecha son las baterías

recargables más confiables ydurables.

Resisten de 600 a 1000 ciclos (2-3 años) Requieren ejercitación(cargas-descargas frecuentes)pues tienden a memorizarse yno aceptar recargas después

de un periodo sin usarse. Pierden la carga por sí solas, si

no se usan. Precio bajo.



En el mismo peso y volumen

pueden contener mayor capacidad de carga.

Menos propensas a adquirir memoria.

Menor vida pues resisten menosciclos de trabajo.

De 400 – 800 cargas - descargas. Precio parecido a las de Níquel

Cadmio.



Ideales para alimentar

sensores inalámbricosde alarmas.

Alta duración.

Menor vida puesresisten solo un ciclode trabajo.



Baterías Litio-Ion

Mucho menor peso y tamañopara contener la mismacapacidad de carga.

Relativamente nuevas en laindustria de la radiocomunicación.

No retienen memoria. Requieren un cargador más caro,

más inteligente. Cuentan con aproximadamente

600 ciclos de vida.



NO PUEDEN SER CARGADAS POR UN

CARGADOR CONVENCIONAL.

El precio de estas baterías es alto, casi eldoble, debido a que su volumen defabricación para la industria de la RadioComunicación es pequeña

Guardan la carga por mucho más tiempo. Los fabricantes han encontrado una alternativa

para aligerar los portátiles aumentando lacapacidad de carga (mAh)



Baterías Polímero de Litio (Li-Po)

Más ligeras que las de Li-On y sin el

inconveniente de que puedan explotar

Son una variación de las baterías de ionesde litio (Li-ion). Sus características son muysimilares, pero permiten una mayor densidad de energía, así como una tasade descarga bastante superior.



Baterías Plomo Ácido

Este tipo de batería ha sidousado por muchos años enlos acumuladores de losvehículos, siendo en las

últimas décadas que seinventó el electrolito de GEL semi-sólido para ciertos usosdiferentes.



Baterías Automotrices

Con electrolito líquido,poseen una gran capacidadde descargar un fuerte fluidode corriente en un relativocorto tiempo con el objeto

de proporcionar la altísimaenergía que requiere elarrancador del motor degasolina.



Baterías para descargaprofunda

Muy parecidas a lasanteriores, sus placasinternas planas, resisten lasdescargas, pero no pueden

proporcionar fuertes flujosde energía (no puedenarrancar un motor degasolina)




Se utilizan para almacenar energía y alimentar motoreseléctricos pequeños,alumbrado y equipo

electrónico. Lanchas eléctricas, energía

solar son las aplicaciones másfrecuentes.




Ocasionalmente también seconsiguen con electrolitoGEL o semisólido que aunqueson más caras y pesadasreúnen ciertos requisitos enalgunas aplicaciones.



Baterías para respaldo

Más pequeñas, también deplomo-ácido, libres demantenimiento. Mantienenpor largos periodos la carga,

de 3 a 9 meses, y siempreestán listas paraproporcionar la energíaalmacenada.



Baterías para respaldo

No aguantan muchos ciclos de

trabajo (de 30 a 60) Su aplicación es funcionar

ocasionalmente cuando existafalla de energía eléctrica

Su aplicación son respaldos paracomputadoras y alarmas. Se fabrican en capacidades de

1 a 30 Ah.



Cuando se requiere

respaldar equipos dealto consumo deenergía o por

tiemposprolongados, sepueden utilizar FUENTES DERESPALDO másrobustas y conbaterías de altacapacidad.

Respaldos de 12 Vcd.

Para sistemas de 110 Vca.



Para cargar una batería serequiere una fuente de energíacon voltaje ligeramente mayor que el de la batería para que la

corriente fluya hacia la batería yno al revés. 2, 5, 7 Volts más arriba y la

corriente fluye suavemente haciala batería casi siempre a través de

una resistencia o de un regulador electrónico para evitar sobrecargas o sobre corrientesque pueden dañar la bateríainternamente..



Ninguna batería puede ser cargada en formainstantánea, más bienrequieren carga lenta.

En los últimos años latecnología ha desarrollado

baterías que pueden ser cargadas en 2 ó 3 horas.



Cargadores Lentos.

Requieren de 8 a 12 horaspara cargar las baterías ytienen que ser retiradasmanualmente puesto que

de no ser así el cargador lassobrecargará y las dañará.



Esto sucede muyfrecuente en los díasfestivos, o en los fines desemana en que el equipono se usapermaneciendo

conectadas al cargador y pudiendo ser dañadas.



También para cargar baterías de respaldo seutilizan estos cargadores los

cuales se calculan paraque carguen la batería enforma muy lenta y nuncalleguen a dañarla pues

adicionalmente se instalaun regulador económico.Ej. En los paneles dealarma.



Cargadores Rápidos.

Estos cargadoresinyectan de 3 a 6 vecesmás corriente a la bateríay tienen un circuito

regulador que detiene lacarga al alcanzar labatería su nivel correcto.



Hay algunos

cargadores queofrecen otro servicioa las baterías comoel ejercitarlas y deesta forma

mantenerlas enbuenas condiciones.



Se fabrican con unacantidad suficiente deceldas fotoeléctricasconectadas en serie paraofrecer un voltaje a plenosol de 17 a 20 Vcd y de estaforma poder cargar las

baterías estándar de 12Volt, claro, a través de unregulador que detenga laenergía cuando la batería

se encuentre cargada



Electricidad por calor:

El termopar

Poca utilidad práctica,

sólo sirve comotermómetro eléctrico.



El magnetismo puede ser considerado como unarama de la física que seencarga del estudio delos imanes, fenómenosentre imanes, dispositivos

y leyes que le gobiernan.



Los minerales de óxidode hierro poseen lacualidad de atraer

limaduras de hierro,acero, etc., A estacualidad de atracción sele conoce con elnombre de Magnetismo

y al material se ledenomina piedra Imán.piedra Imán



Existen tres partes fundamentales en losimanes.

El polo Norte

El polo Sur

La línea Neutra



1.- Polos del mismosigno se repelen

2 .- Polos del signocontrario se atraen



Los polos en los imanesno se pueden separar, siun imán se divide en dos

partes, se obtienen 2imanes con sus dospolos; aun cuando seseparen en múltiplespartes siguen

conservando sus dospolos.



El campo o espectromagnético es lazona hasta dondehace sentir susefectos de atraccióno repulsión un Imán.



La cualidad de un imánnatural puede ser transmitida a otros cuerpos.

Por ejemplo si se frota unabarra de acero por unimán natural, adquieretambién cualidades

magnéticas,convirtiéndose en un imándel tipo artificial.



La posición de los polosde un electroimándepende del sentido dela corriente.

Al cambiar la posición delos polos de la pilatambién se modifican las

posiciones de los polosdel imán. Al cerrar el interruptor se

imanta el clavo.



Existen imanesartificiales como elelectroimán.

Toda corriente

eléctrica produce uncampo magnéticollamadoelectromagnetismo.

La imantacióndesaparece cuandose interrumpe lacorriente.



Una aplicación práctica delos electroimanes son losRELEVADORES que sondispositivos electromecánicos.

funcionan como uninterruptor controlado por uncircuito eléctrico en el que, alaplicar voltaje en su bobina,se acciona un juego de uno o

varios contactos quepermiten abrir o cerrar otroscircuitos eléctricosindependientes.



Una aplicacióntípica de loselectroimaneslaencontramosen los sistemasde control deacceso ysistemas deemergencia.



Un ejemplo típico dela aplicación de loscampos magnéticosson lostransformadores.



Dependiendo del tipo, el núcleo de lostransformadores puede ser de:

Hierro

Ferrita

Aire

Simbología



Los transformadores sóloprocesan la corriente alterna(CA)

La pueden subir o bajar devoltaje.

Conviene recordar que lacorriente directa (CC) requiere

convertidores que son muchomás caros, complicados ysofisticados.



Dependiendo de larelación de vueltasdel primario y del

secundario, lostransformadorespueden disminuir oaumentar el voltaje

que se aplica en elprimario.



Una de lasaplicaciones másusuales de los

transformadores connúcleo de hierro sonlas fuentes de

alimentación y loscargadores debaterías.



Las fuentes de poder ylos cargadores debaterías transforman la

CORRIENTE ALTERNA dealto voltaje (110 V) enCORRIENTE DIRECTA

(12 V) típicamente)



Cargadores enequipos de radio

comunicaciónpueden ser paracarga rápida olenta.



Imprescindiblesen los equiposde telefonía

móvil.



Alimentación enequipos dealarma, control

de acceso ydetectores deincendios.

También para

algunasCamaras



Dependiendo de suaplicación, algunostransformadores tienenintegrado en el

secundario una etaparectificadora (diodos)por lo cual entregancorriente directa CD generalmente sinregulación; hay quetener precaución yrevisar el instructivo.



Además del voltaje deoperación, la capacidaden estos dispositivospuede indicarse en:

Amper (A)

Watt (W)

VoltAmper (VA)



Alambresconductores

Interruptor

La carga(lo que va a consumir)Lámpara, motor, etc.



Tiene sólo uncamino derecorrido para lacorriente.

Toda la corrientepasa por todos ycada uno de loscomponentes y esla misma en todoel circuito.

Focos de 4 Volts 1 Ah



Este circuito tienemás de uncamino para que

la corrientecircule.

El voltaje es el

mismo en todoslos elementos delcircuito.

9 Volts

9 Volts

Focos de 12 Volts 1 Ah

.6A

.6A



El voltaje total esigual a la suma detodas las cargas.

La corriente es lamisma en todo el

circuito.



El voltaje total esigual a la suma detodas las cargas.

La corriente es lamisma en todo el

circuito.

Este circuito proporciona 6 Volt, 1 Amper



El voltaje es igualen todas lascargas.

La corriente total esla suma de lascorrientes de cada

carga.



El voltaje es igualen todas lascargas.

La corriente total esla suma de lascorrientes de cada

carga.

Este circuito proporciona 1.5 Volt, 4 Amper



En estaconfiguración setiene la

combinación decircuito serie ycircuito paralelo.



En estaconfiguración setiene la

combinación decircuito serie ycircuito paralelo.

Este circuito proporciona 6 Volt, 2 Amper



Resistencias en serie ( R ):

La idea de conectar resistencias en seriees conseguir valores más grandes esdecir aumentar la resistencia



Resistencias en serie:

Resistencia total Rt= R1+R2+R3



R1 100 Ohms

R2 400 Ohms

R3 1000 Ohms

CIRCUITO SERIE



Resistencias en Paralelo:

La idea de conectar resistencias en

paralelo es conseguir valores más bajos,es decir, disminuir la resistencia



Resistencias en Paralelo:

Resistencia Total:



R1 30 OhmsR2 30 Ohms

CIRCUITO PARALELO



R1 30 Ohms

R2 30 O hms

R3 30 O hms

Resistencias en Paralelo



R1 30 O hms

R2 30 O hms

R3 30 O hms

R3 30 Ohms




Cuando las resistencias enparalelo son del mismo

valor simplemente sedivide el valor en OHM entre la cantidad deresistencias

Ej. 30 Ohm / 3= 10 W




Cuando lasresistencias en

paralelo son dedistinto valor, el valor resultante debe ser menor que el valor de

la resistencia menor

Resultado = 8.1 W




R3 30 O hmsR2 30 O hms

CIRCUITO SERIE-PARALELO

R1 40 Ohms



R3 30 OhmsR2 30 Ohms


R1 40 Ohms

Cuando se procesa uncircuito de resistencias

Serie Paralelo:

Primero se despeja losparalelos y luego

simplemente se suman losvalores

Ej. 55 Ohm



La ley de Ohm es una simplefórmula usada para expresar la relación entre voltaje,corriente y resistencia.

Aunque no se necesite hacer cálculos cuando se estátrabajando en un circuitoeléctrico, se hace necesariocomprender esta fórmula al

momento de diagnosticar algunos problemas en dichoscircuitos.



La corriente de un circuito es igual a latensión aplicada, dividida por laresistencia.

I= Intensidad de la corriente Amper V= Fuerza electromotriz Volt R= Resistencia Ohm



Fórmulas para despejar la Ley de Ohm

V= IxR

I= V/R

R= V/I



En todo circuitoeléctrico existe:

VOLTAJE (V)

CORRIENTE (A)

RESISTENCIA (R)(W)



Encontrar cuál esla corriente eneste circuito.



Encontrar elvoltaje en estecircuito.



Encontrar cuál esla resistencia eneste circuito.



R1=7 Ohms

R2=5 Ohms

R3=10 Ohms

R4=20 Ohms

R5=10 Ohms

E=30 Voltios




Midiendo lacaída de tensiónen un circuito.



Midiendo lacaída detensión en un

circuito.



Fórmulas para obtener potencia

P= I x V

P= I2 x R

P= V2/R

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