I N S T A L A C I O N E S B Á S I CA S(3° A ,B y C)

MAGNITUDES ELÉCTRICASDiferencia de Potencial o Tensión

Si tenemos un cuerpo con potencial negativo y otro con potencial positivo, entre estos dos cuerpos tenemos una diferencia de potencial (d.d.p.), también llamada en electricidad "Tensión" o Voltaje. Se mide en Voltios.

Los átomos de todos los cuerpos (materiales) tienden a estar en estado neutro, es decir a no tener carga eléctrica. Si por algún motivo no lo están, siempre van intentar estarlo. Por ejemplo, un átomo de un material que no esté en estado neutro robará o cederá electrones al átomo más cercano a él.

Si le sobran electrones, los cederá al átomo más cercano a él, si le faltan electrones (tendrá huecos) robará electrones del átomo más cercano a él para conseguir estar en estado neutro.

Si conectamos dos cuerpos, uno con carga positiva y otro con carga negativa con un conductor (elemento por el que pueden moverse los electrones fácilmente) los electrones sobrantes del cuerpo con potencial negativo pasarán por el conductor al cuerpo con potencial positivo, para que los dos cuerpos tiendan a su estado natural, es decir neutro.

Acabamos de generar corriente eléctrica, ya que este movimiento de electrones es lo que se conoce como corriente eléctrica.

Lógicamente la corriente cesará cuando todos los electrones de la parte negativa pasen a la parte positiva, o si existe un corte en el conductor. Si queremos mantener la d.d.p. y la corriente eléctrica entre los dos puntos, necesitamos una máquina que sea capaz de robar los e- cuando lleguen a la parte positiva y los devuelva a la parte negativa. Las máquinas que son capaces de mantener una d.d.p entre dos puntos con el paso del tiempo se llaman generadores eléctricos.

Entonces….¿Qué necesitamos para generar una corriente eléctrica?

Tener una d.d.p entre dos puntos y conectarlos por medio de un conductor. Esto lo consiguen los generadores eléctricos como las pilas, las dinamos o los alternadores.

La diferencia de carga entre los dos cuerpos o tensión, será la causante de que tengamos más a menos corriente eléctrica por el conductor cuando se conecten los cuerpos. Esta carga de un cuerpo se mide en culombios (C).

A más d.d.p o tensión ==> mayor corriente eléctrica por el circuito.

La tensión se mide en Voltios.

El aparato de medida de la tensión es el voltimetro.

Intensidad de Corriente Eléctrica ( I ):

- Se define como “la cantidad de carga eléctrica (número de electrones) que circula por el circuito en la unidad de tiempo (el segundo)”.

Imaginemos que pudiésemos contar los electrones que pasan por un punto de un circuito eléctrico en un segundo. Eso sería la Intensidad. Se mide en Amperios (A).

La intensidad se mide con el amperímetro. Su unidad de medida es el Amperio, (A).

Resistencia Eléctrica“Es la mayor o menor dificultad que presenta un material al paso de la corriente eléctrica”.

Los electrones, cuando en su movimiento se encuentran con un receptor (por ejemplo una lámpara), no lo tienen fácil para pasar por el receptor, porque les ofrecen una resistencia. Por el conductor van muy a gusto porque no les ofrece casi resistencia a moverse por él, pero pasar a través de los receptores es más difícil para ellos porque tienen resistencia.

Se llama resistencia a la dificultad que ofrece un cuerpo al paso de la corriente, al movimiento de electrones por el cuerpo.

Se mide en Ohmios (Ω). La resistencia se representa con la letra R.

Un óhmetro u ohmímetro es un instrumento para medir la resistencia eléctrica

La resistencia (R) de un conductor depende de las características del material, es decir, de su resistividad (ρ), así como de la longitud (l) y la sección del conductor (S).Todos estos parámetros se relacionan mediante la expresión:

R = resistencia, (Ω),

ρ= resistividad, (Ω·m).

l = longitud, (m).

S= sección, (m²).

La estructura atómica de cada material determina la mayor o menor facilidad con que se desplazan los electrones. Los materiales se pueden clasificar en:

Conductores: se trata de materiales que permiten la circulación de electrones. Son buenos conductores el cobre, la oro, la plata, el aluminio y en general todos los metales.

Aislantes: en estos materiales, los átomos retienen los electrones, por lo que no pueden circular libremente, luego son malos conductores de la electricidad. Ejemplos de materiales aislantes son: la madera, el vidrio, el plástico, el aire …etc.

Semiconductores: presentan propiedades intermedias entre los materiales conductores y los aislantes. Los más importantes son el germanio y el silicio (componentes electrónicos).

Potencia Eléctrica

Todos los receptores eléctricos trasforman la energía eléctrica en otras formas de energía (calor, movimiento, sonido…).

"La potencia es la magnitud que mide la energía consumida por un aparato eléctrico en una unidad de tiempo".

Su unidad de medida es el vatio, (W)

Se mide con el vatímetro.

Energía Eléctrica La energía eléctrica es la potencia por unidad de tiempo. La energía se consume, es decir a más tiempo conectado un receptor más energía consumirá. También un receptor que tiene mucha potencia consumirá mucha energía. Como vemos la energía depende de dos cosas, la potencia del receptor y del tiempo que esté conectado.

Su fórmula es E= P x t (potencia por tiempo)

Su unidad es el w x h (vatio por hora) pero suele usarse un múltiplo que es el Kw x h (Kilovatios por hora) Aquí tenemos una tabla con las principales magnitudes eléctricas y sus fórmulas:

MAGNITUD SIMBOLO UNIDAD SIMBOLO FÓRMULACARGA C CULOMBIO C

TENSIÓN V VOLTIOS V V = I x RINTENSIDAD I AMPERIOS A I = V/R

RESISTENCIA R OHMIOS Ω R = V/IPOTENCIA P VATIOS W P = V x I

ENERGÍA E VATIO POR HOR KW E= P x t

LEY DE OHM

El físico alemán Georg Simon Ohm descubrió a principios del siglo XIX, que en un circuito la Intensidad de corriente , la Resistencia y la Tensión se relacionan según la ley que lleva su nombre, cuya expresión es:

Para calcular la magnitud que quieres calcular debes taparla y escribir la expresión matemática que resulta.

a) Si la magnitud a calcular es la Intensidad (I):

b) Si la magnitud a calcular es la tensión, voltaje (V) o diferencia de potencial (d.d.p.):

c) Si la magnitud a calcular es la resistencia (R):

Estos circuitos están compuestos por una fuente de energía, una resistencia y un conductor.

Pero a veces no es suficiente con la ley de ohm por eso antes de continuar enunciaremos una nueva ley, que no reemplaza la de ohm sino que la complementa para poder calcular algunos tipos de circuitos, esta es la ley de KIRCHOFF

Puede ocurrir que la corriente que circula por un circuito en un momento se encuentre con dos o más caminos a seguir .el punto donde esto ocurre, se lo conoce como NUDO ELECTRICO

Primer ley de kirchoff (la suma de las intensidades en un nudo eléctrico es igual a cero) ( I t –I1-I2-I3=0 (cero) ) a este circuito se lo conoce como conexión en paralelo.

Luego de esto el físico Gustavo kirchoff se dio cuenta que esa no era la única forma de conectar dos o más lámparas, sino que también se podía unir una a continuación de la otra y a esta forma se la denominó en serie.

También descubrió que las condiciones de esos circuitos eran distintas a las del anterior y formuló la segunda ley

Segunda ley de kirchoff: la suma de las caídas de las tensiones en un circuito es igual a la tensión total o aplicada al circuito. ( Et = E1+E2+E3+…….) .

CICUITOS CON RESISTENCIAS EN SERIE

Supongamos tres resistencias ( R1, R2, R3 ). Cada una de ellas

a) Consume una potencia ( PR1, PR2, PR3 ).

b) Tiene una tensión ( VR1, VR2, VR3 )

c) Y por cada una pasa una intensidad ( I1, I2, I3 ).

En los circuitos en serie se cumple:

CIRCUITO EQUIVALENTE En ocasiones para resolver los circuitos tanto en serie, paralelo como en mixto es necesario recurrir a un circuito que es EQUIVALENTE al original.

¿Qué quiere decir que un circuito es equivalente a otro dato?Sencillamente un circuito equivalente es otro circuito FICTICIO que, visto desde sus terminales, se comporta igual que el original.

Dicho de otra manera, es un artificio matemático por medio del cual se consigue estudiar el comportamiento de un circuito complejo mediante otro más sencillo.

El circuito equivalente NO es igual que el original: tan sólo su comportamiento hacia el exterior es igual que el del original.

CIRCUITOS CON RESISTENCIA EN PARALELO

Supongamos tres resistencias ( R1, R2, R3 ). Cada una de ellas consume una potencia ( P R1, P R2, P R3 ), tiene una tensión ( V R1, V R2, V R3 ) y pasa por cada una de intensidad ( I R1, I R2, I R3 ).

Si las conectamos en PARALELO, obtendremos el siguiente circuito:

En los circuitos con resistencias en PARALELO se cumple: