CORRIENTE ELECTRICATIPOS Y PRINCIPIOSWagner Steven Gmez PrezIng. Elctrico y Electrnico

PRECAUCIONES QUE SE DEBEN TENER PARA TRABAJAR CON CORRIENTE ELECTRICAEn toda actividad que se realice se deben tener precauciones, en el trabajo elctrico estas deben ser mas estrictas, si queremos prevenir los riesgos de electrocucin, ya que esta nos puede causar desde quemaduras hasta la muerte.Cuando la electricidad se maneja inteligentemente y siguiendo parmetros de seguridad, esta no representa riesgo alguno, pero si no sentimos seguridad para manejarla y el conocimiento para hacerlo es mejor buscar a un profesionalA continuacin se muestran algunas de las precauciones que se deben tener para trabajar con la electricidad:

PRECAUCIONES QUE SE DEBEN TENER PARA TRABAJAR CON CORRIENTE ELECTRICA1.- No usar en el cuerpo piezas de metal, ejemplo, cadenas, relojes, anillos, etc. ya que podran ocasionar un corto circuito. 2.- Cuando se trabaja cerca de partes con corriente o maquinaria, usar ropa ajustada y zapatos antideslizantes dielctricos.

Se denominadielctricosa los materiales que no conducen laelectricidad, por lo que pueden ser utilizados comoaislantes elctricos. Algunos ejemplos de este tipo de materiales son elvidrio, lacermica, lagoma, lamica, lacera, elpapel, lamaderaseca, laporcelana, algunasgrasaspara uso industrial y electrnico y labaquelita.

3.- De preferencia, trabajar sin energa. 4.- Es conveniente trabajar con guantes adecuados y proteger los cables con un material aislante.

5.- Si no se tiene la seguridad del voltaje, o si esta desactivado, no correr riesgos.

PRECAUCIONES QUE SE DEBEN TENER PARA TRABAJAR CON CORRIENTE ELECTRICA6.- Si se desconoce el circuito o si es una conexin complicada, familiarizarse primero y que todo este correcto. Hacer un diagrama del circuito y estudiarlo detenidamente, si hay otra persona, pedirle que verifique las conexiones o bien el diagrama. 7.- Hacer uso de herramientas adecuadas (barras aisladoras) para el manejo de interruptores de alta potencia.

CORRIENTE ELECTRICA

CORRIENTE ELECTRICACORRIENTE ELECTRICALacorriente elctrica consiste en la circulacin de cargas o electrones a travs de un circuito elctrico cerrado, que se mueven siempre del polo negativo al polo positivo de la fuente de suministro de fuerza electromotriz (FEM).

FUERZA ELECTROMOTRIZLa fuerza que impulsa a la corriente a lo largo de un conductor es denominada fuerza electromotriz (FEM), su unidad es el volt (V) y normalmente se usa el trmino "voltaje" en lugar de FEM.

Se suele representar por lasletrasEoV. Sin embargo, es sumamente til tener en mente la expresin "fuerza electromotriz", ya que sta fortalece la idea de una fuerza que empuja o jala las cargas alrededor del circuito para hacer que fluya corriente.

Esta fuerza elctrica o voltaje, siempre aparece entre dos puntos, y se dice que es la "diferencia de potencial" entre ellos.

FUERZA ELECTROMOTRIZEl voltaje se expresa mediante mltiplos, tales como el kilovolt (kV) y el megavolt (MV), y tambin mediante submltiplos como el milivolt (mV) y el microvolt (V), cuyas equivalencias son:

1 kV = 103V1 MV = 106V1 mV = 103V1 V = 106V

REQUISITOS PARA QUE CIRCULE CORRIENTE ELECTRICAUna fuente de fuerza electromotriz (FEM) como, por ejemplo, una batera, un generador o cualquier otro dispositivo capaz de bombear o poner en movimiento las cargas elctricas negativas cuando se cierre el circuito elctrico. Un camino que permita a los electrones fluir, ininterrumpidamente, desde el polo negativo de la fuente de suministro de energa elctrica hasta el polo positivo de la propia fuente. En la prctica ese camino lo constituye el conductor o cable metlico, generalmente de cobre.

Una carga o consumidor conectada al circuito que ofrezca resistencia al paso de la corriente elctrica. Se entiende como carga cualquier dispositivo que para funcionar consuma energa elctrica como, por ejemplo, una bombilla o lmpara para alumbrado, el motor de cualquier equipo, una resistencia que produzca calor (calefaccin, cocina, secador de pelo, etc.), un televisor o cualquier otro equipo electrodomstico o industrial que funcione con corriente elctrica.

TIPOS DE CORRIENTE ELECTRICAHay dos tipos de corriente elctrica:

Corriente directa o continua (CD CC)

Corriente alterna(CA).

La corriente directa es aquella que fluye en una soladireccin(unidireccional o de sentido constante).

La corriente alterna es aquella que cambia peridicamente de direccin, desplazndose unas veces en una direccin y otras en direccin contraria. Este tipo de corriente es la que suministran lasempresasdeelectricidad.

La corriente alterna puede transformarse en corriente continua por medio de dispositivos especiales, denominados "rectificadores", obtenindose una corriente rectificada.

CORRIENTE DIRECTA

QUE ES LA CORRIENTE DIRECTALacorriente continuaCC o DC, es el flujo continuo deelectronesa travs de unconductorentre dos puntos de distintopotencial. A diferencia de lacorriente alterna, en la corriente continua las cargas electricascirculan siempre en la misma direccin (es decir, los terminales de mayor y de menor potencial son siempre los mismos). Aunque comnmente se identifica la corriente continua con la corriente constante (por ejemplo la suministrada por una batera), es continua toda corriente que mantenga siempre la mismapolaridad.

CORRIENTE ALTERNA

QUE ES LA CORRIENTE ALTERNASe denominacorriente alterna,CAen espaol yACen ingls.

A lacorriente electricaen la que la magnitud y direccin varan cclicamente. La forma de onda de la corriente alterna utilizada es la de una onda sinusoidal.

Se diferencia de la corriente directa por el cambio constante de polaridad que efecta por cada ciclo de tiempo Tiene una frecuencia fija Una amplitud que varia en el tiempo.

CARACTERISTICAS DE LA CORRIENTE ALTERNALa corriente alterna durante un instante de tiempo un polo es negativo y el otro positivo.Posee una frecuencia fija, que puede ser de 50Hz o 60Hz. La frecuencia se mide en hertz y es la cantidad de veces en que las polaridades se invierten o la cantidad de veces que se repite una onda completa en un segundo. Puede viajar largas distancias sin tener una cada de tensin considerable, lo que no sucede con la corriente continua.Permite aumentar o disminuir el voltaje o tensin por medio de transformadoresEs posible convertirla en corriente directa con facilidad la corriente siempre fluir del polo negativo al positivo.

CONVERSION DE LA CORRIENTE ALTERNAMuchos aparatos necesitan corriente continua para funcionar, sobre todos los que llevan electrnica (equipos audiovisuales, ordenadores, etc). para ellos se utilizan fuentes de alimentacin que rectifican y convierte la tensin a una adecuada.

Este proceso de rectificacin, se realiza mediante dispositivos llamados rectificadores, utilizando elementos como diodos semiconductores o tiristores.

ELECTRICIDAD ESTATICA

La electricidad esttica es un fenmeno que se debe a una acumulacin de cargas elctricas en un objeto. Esta acumulacin puede dar lugar a unadescarga elctricacuando dicho objeto se pone en contacto con otro.

La electricidad esttica se produce cuando ciertos materiales se frotan uno contra el otro, como lana contra plstico o las suelas de zapatos contra la alfombra, donde el proceso de frotamiento causa que se retiren los electrones de la superficie de un material y se reubiquen en la superficie del otro material que ofrece niveles energticos ms favorables.

Este tipo de electricidad es muy daina para los componentes de los circuitos elctricos, es por esto que los fabricantes usan una serie dedispositivos antiestticospara evitar los daos.ELECTRICIDAD ESTATICA

ELECTRICIDAD ESTATICAPulsera antiestticaEs un elemento de proteccin, protege los componentes electrnicos de descargas de electricidad esttica con la que se carga el cuerpo humano, y que les puede afectar y en algunos casos incluso destruir.Pulsera ajustable de goma con plug de agarre o caimn.La capa que conduce se encuentra incorporada en la manilla y se hace con alambre puro.Es muy indispensable cuando ests arreglando un PC o slo trabajando con componentes electrnicos sensibles ( circuitos integrados, transistores, etc )Slo necesitas ponerte la pulsera y sujetar la pinza en una fuente de puesta a tierra.

CIRCUITO ELECTRICO

se denominacircuito elctricoa una serie de elementos o componentes elctricos o electrnicos, tales comoresistencia, inductancias,condensadores,fuentes, y/odispositivos electrnicos semiconductores, conectados elctricamente entre s con el propsito de generar, transportar o modificar seales electrnicas o elctricas.

CIRCUITO ELECTRICOEn la figura podemos ver un circuito elctrico, sencillo pero completo, al tener las partes fundamentales:

Una fuente de energa elctrica.Una aplicacin.Unos elementos de control o de maniobra, elinterruptor.Un instrumento de medida.Elcableadoy conexiones que completan el circuito.

RESISTENCIA ELECTRICASe denominaresistencia elctrica, simbolizada comoR, a la dificultad u oposicin que presenta un cuerpo al paso de unacorriente elctricapara circular a travs de l. Su valor se expresa enohmios, que se designa con la letra griegaomegamayscula, . Para su medida existen diversos mtodos, entre los que se encuentra el uso de unohmmetro.

Esta definicin es vlida para lacorriente continuay para lacorriente alternacuando se trate de elementos resistivos puros, esto es, sin componenteinductivanicapacitiva. De existir estos componentes reactivos, la oposicin presentada a la circulacin de corriente recibe el nombre deimpedancia.

Segn sea la magnitud de esta oposicin, las sustancias se clasifican enconductoras,aislantesysemiconductoras. Existen adems ciertos materiales en los que, en determinadas condiciones de temperatura, aparece un fenmeno denominadosuperconductividad, en el que el valor de la resistencia es prcticamente nulo.

El valor de su resistencia depender de su longitud y del rea de su seccin transversal.

La resistencia de un conductor depende deLy deA

La resistencia de un material es directamente proporcional a su longitud e inversamente proporcional al rea de su seccin transversal, es decir:

Donde se denomina "resistividad elctrica" del material. Su unidad en el SIU esm.La resistividad es unapropiedadcaracterstica del material que constituye el conductor, es decir, cada sustancia posee un valor diferente de resistividad.RESISTENCIA DE LOS MATERIALES

RESISTENCIA DE LOS MATERIALESTabla de resistividad de algunos materiales.

MaterialResistencia mPlata1.59 108Cobre1.70 108Oro2.44 108Aluminio2.82 108Tungsteno5.60 108Hierro10 108Platino11 108Plomo22 108

Mercurio94 108Nquel cromo1.50 106Carbn3.50 105Germanio0.46Silicio640Vidrio1010 1014Caucho duro1013Azufre1015Cuarzo fundido75 1016

CODIGO DE COLORES DE LAS RESISTENCIAS Para poder obtener con facilidad elvalor de la resistencia se utiliza elcdigo de coloresSobre Losresistoresse pintan unasbandas de colores. Cada color representa un nmero que se utiliza para obtener el valor final delresistor.Las dos primeras bandas indican las dos primeras cifras del valor delresistor, la tercera banda indica cuantos ceros hay que aumentarle al valor anterior para obtener el valor final de laresistor.La cuarta banda nos indica latoleranciay si hay quinta banda, sta nos indica suconfiabilidad

CIRCUITO CON RESISTENCIASResistencias en serie

Dos o ms resistencias en serie (que les atraviesa la misma intensidad) es equivalente a una nica resistencia cuyo valor es igual a la suma de las resistencias.

RT= R1+ R2

=La corriente en serie es la misma en el circuito, mientras que el voltaje varia dependiendo de la carga.

Resistencias en paralelo

Cuando tenemos dos o ms resistencias en paralelo (que soportan la misma tensin), pueden ser sustituidas por una resistencia equivalente, como se ve en el dibujo:

el valor de esa resistencia equivalente (RT) lo conseguimos mediante esta expresin:

CIRCUITO CON RESISTENCIASLa corriente en un circuito con resistencias en paralelo varia dependiendo de la carga, mientras que el voltaje permanece igual.

CIRCUITO CON RESISTENCIASResistencias mixtas

En un circuito resistivo mixto podemos encontrarnos conjuntos de resistencias en serie con conjuntos de resistencias en paralelo.

Las resistencias que estn en serie se suman y las que estn en paralelo se resuelve el paralelo hasta obtener la resistencia total del circuito.

LEY DE OHM

LEY DE OHMLa relacin entre el voltaje aplicado (V), la corriente (I) y la resistencia (R) en un circuito elctrico est dada por laley de Ohm, la que establece que para un valor fijo (constante) de resistencia, la corriente es directamente proporcional al voltaje, es decir:

Por tanto, si el voltaje se duplica, tambin se duplica la corriente, si se triplica el voltaje se triplica la corriente, si el voltaje se reduce a la mitad la corriente tambin se reducir a la mitad, etc. Esta relacin se puede expresar grficamente como sigue:

POTENCIA ELECTRICA

POTENCIA ELECTRICALapotenciaelctrica, representada por la letraP, es la tasa (velocidad) deproduccinoconsumode energa, como la potencia de un generador o la potencia disipada en una lmpara. La energa se expresa en joules (J) y la potencia se mide en watts (W) o con frecuencia en kilowatts (kW), donde:

1 W = 1 J / s1 kW = 1000 W

El consumo deenerga elctricapor lo general se mide en kilowattshora (kWh), el cual se define como el consumo de un artefacto de 1000 W de potencia durante una hora.

Sin embargo, en la prctica es comn utilizar otras unidades para expresar la potencia elctrica, como son los caballos fuerza (hp) y la Unidad Trmica Britnica (BTU). Las equivalencias de estas unidades con el watt son:

1 hp = 746 W1 W = 3.41 BTU/h

LEY DE WATTLa ley de Watt, establece que la potencia en un aparato elctrico se puede determinar mediante la siguiente frmula:

Es decir, si se conoce el voltaje aplicado y la intensidad de corriente que circula por el circuito, se puede calcular la potencia desarrollada en el equipo.

SIMBOLOS Y COMPONENTES ELECTRICOS, PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO

SIMBOLOS Y COMPONENTES DE UN CIRCUITO

SIMBOLOS Y COMPONENTES DE UN CIRCUITO

SIMBOLOS Y COMPONENTES DE UN CIRCUITO

MEDICIONES ELECTRICAS

DISPOSITIVOS DE MEDICION ELECTRICAVariables a medir: Voltaje, Corriente y resistencia (ohmios)

Voltmetro

Aparato que mide tensiones eficaces tanto en continua como en alterna, y la forma de colocacin para hacer la medicin es obligatoriamente en "paralelo" al componente sobre el cual se quiere medir su tensin.Voltmetro de continuaVoltmetro de alterna

DISPOSITIVOS DE MEDICION ELECTRICAAmpermetro

Aparato que mide el valor medio de la corriente, y su colocacin es de forma obligatoria en "serie" con el componente del cual se quiere saber la corriente que le atraviesa.Ampermetro de continuaAmpermetro de alterna

DISPOSITIVOS DE MEDICION ELECTRICAhmetro

Aparato que mide el valor de las resistencias, y que de forma obligatoria hay que colocar en paralelo al componente estando ste separado del circuito (sin que le atraviese ninguna intensidad). Mide resistencias en Ohmios ().

DISPOSITIVOS DE MEDICION ELECTRICAHoy en da los multmetrostienen la capacidad de medir muchas otras magnitudes, como: capacitancia, frecuencia, temperatura, entre otras variables.

PROTECCIONES ELECTRICAS

PROTECCIONES ELECTRICASToda instalacin elctrica tiene que estar dotada de una serie de protecciones que la hagan segura, tanto desde el punto de vista de los conductores y los aparatos a ella conectada, como de las personas que han de trabajar con ella.

Existen muchos tipos de protecciones, que pueden hacer a una instalacin elctrica completamente segura ante cualquier contingencia, pero hay tres que deben usarse en todo tipo de instalacin, ya sea de alumbrado, domesticas, de fuerza, redes de distribucin, circuitos auxiliares, etc., ya sea de baja o alta tensin.

Estas tres protecciones elctricas, que describiremos con detalle a continuacin son:

Proteccin contra cortocircuitos. Proteccin contra sobrecargas. Proteccin contra electrocucin.

PROTECCIONES ELECTRICAS Proteccin contra cortocircuitos.

Se denominacortocircuitoa la unin de dos conductores o partes de un circuito elctrico, con una diferencia de potencial o tensin entre s, sin ninguna impedancia elctrica entre ellos.

Este efecto, segn la Ley de Ohm, al ser la impedancia cero, hace que la intensidad tienda a infinito, con lo cual peligra la integridad de conductores y mquinas debido al calor generado por dicha intensidad, debido al efecto Joule.

I = V / Z( siZes cero,I= infinito)

Dispositivos empleados para evitar un corto circuito:

Fusibles calibrados (tambin llamados cortacircuitos) Interruptores automticos magnetotrmicos

PROTECCIONES ELECTRICAS Proteccin contra sobrecargas.

Entendemos porsobrecargaal exceso de intensidad en un circuito, debido a un defecto de aislamiento o bien, a una avera o demanda excesiva de carga en el circuito.

Una sobrecarga no protegida degenera siempre en un cortocircuito.

Los dispositivos mas empleados para la proteccin contra sobrecargas son:

Fusibles calibradosInterruptores automticos magnetotrmicosRels trmicos

Proteccin contra electrocucin.

Se emplean principalmente dos tipos de protecciones:

Puesta a tierra de las masasRels de control de aislamiento, que a su vez pueden ser: Interruptores diferenciales, para redes con neutro a tierra. Rels de aislamiento,para redes con neutro aislado.

PROTECCIONES ELECTRICAS

SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA

SISTEMAS DE PUESTA A TIERRALas computadoras actuales se protegen muy bien gracias a los excelentes componentes de su fuente y los reguladores de voltaje modernos. Pero el circuito con polo a tierra se vuelve imprescindible cuando la instalacin es de tipo comercial (como la de una empresa o institucin de enseanza). En tales casos en donde los altibajos del fluido elctrico son constantes se requiere adems crear una INSTALACION ELECTRICA INDEPENDIENTE, con su apropiada conexin a tierra.

En sistemas independientes de alimentacin elctrica para equipos de cmputo, hay que conectar el cable de tierra a un polo que puede estar en el tablero de distribucin elctrica de la edificacin, o en su defecto a un polo creado en el piso con una varilla instalada adecuadamente en la tierra, la tubera metlica que esta en contacto directo con el piso de la edificacin o parte de la estructura metlica en contacto directo con la tierra.Eneltoma elctricoen donde se van a enchufar los aparatos de proteccin para el PC, los cables deben conectarse de tal manera que la ranura pequea debe recibirla fase y la ranura grande, el neutro. El agujero redondo es para conectar el cable de conexin a tierra.