Download - SESION 1_Electricidad Ley Ohm Potencia
INTRODUCCIÓN A LA INTRODUCCIÓN A LA ELECTRICIDAD ELECTRICIDAD
UNIDAD 1
INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN
¿Por qué es importante la Electricidad? Iluminación.
Comunicaciones (radio, televisión y
telefonía).
Transporte (aéreo, terrestre, marítimo, etc.)
Electrodomésticos.
Máquinas Industriales (Fábricas,
Hospitales, etc.)
INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓNImportancia de la Electricidad
15/08/2007. “Terremoto de Pisco” dejó a la ciudad sin fluido eléctricodurante mas de 2 semanas.
INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN
15/08/2007. “Terremoto de Pisco” colapsó el 90% de las redeseléctricas de la ciudad.
INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN27/08/2011, el paso del Huracán “Irene”en EE. UU, con fuertes lluvias, relámpagosy vientos provocaron inundaciones y cortesde electricidad.
INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN
27/08/2011. “Huracán Irene” deja sin energía eléctrica a 5 millones de usuarios en EE.UU.
INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN
Consumo industrial (22.9 kV, 13.2 kV y 10
kV)
GENERACIÓN TRANSMISIÓN DISTRIBUCIÓN
Líneas de Transmisión
Central de Generación Hidráulica y
TérmicaConsumo
residencial (220V y 380V)
Sistema Eléctrico Típico
Subestación de Potencia Elevadora
Subestación de Potencia Reductora
Redes, Subestaciones y
Alumbrado Público
INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN
INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓNPresa Tablachaca
Complejo Hidroeléctrico Mantaro, con una capacidad instalada de 1 008 MW,entró en operación en 1973.
INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN
Central Hidroeléctrica Santiago Antúnez de Mayolo, 798 MW
Central Hidroeléctrica de Restitución, 210 MW
7 Turbinasde C. H.SantiagoAntúnez deMayolo
INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN
Subestación Eléctrica de Campo Armiño, 13,8 / 220 kV.
INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN
La energía que se genera en elComplejo Mantaro es a la tensión de13,8 kV.
Esta se eleva a 220 kV, para sertransmitida, a los centros deconsumo, a través del SistemaEléctrico InterconectadoNacional.
L.T. Mantaro-Pachachaca-Callahuanca. 220 kV.
ElectricidadElectricidad
-La electricidad es una fuerza invisible que es parte denuestra vida diaria. La utilizamos para producir luz,movimiento y calor .
-El conocimiento de los átomos nos ayudará acomprender la electricidad
ÁtomosÁtomos
Todo los que nos rodea está formadopor átomos, como: el agua, las rocas,el aire, la electricidad incluso laspersonas.
El Atomo no se puede ver, pero loscientíficos tienen una idea de cómocientíficos tienen una idea de cómopodría verse
El atomo Está formado por dospartes básicas: El núcleo y el electrón
El núcleo y el electrón se atraen unosa otros (fuerza electrostática)
ÁtomosÁtomos Carga eléctrica: es el exceso o defecto de electrones que posee un
cuerpo.
La unidad de carga es el coulomb (C) : 1 C = 6.3 x 1-18 electrones
Normalmente, un átomo tiene el mismo número de electrones yprotones.(eléctricamente neutro)
ÁtomosÁtomos-Ley de la electrostática:
Cargas opuestas se atraen (Fuerza de atracción)
Cargas iguales se repelen (Fuerza de repulsión)
-Los átomos que poseen mas protones que electrones son iones positivos.El átomo está cargado positivamente
-Los átomos con más electrones que protones, son iones negativos. Elátomo está cargado negativamenteátomo está cargado negativamente
Circuito eléctricoCircuito eléctrico Arreglo de elementos, usados para controlar el voltaje y la
corriente con el propósito de obtener un beneficio útil de él.
El circuito posee tres elementos básicos:
Fuente de voltaje
Conductor
CargaCarga
Circuito eléctricoCircuito eléctrico Fuente de voltaje o alimentación: Dispositivo que mueve los
electrones .Se representa por la letra E o V
Conductor:Camino por donde circula los electrones
Carga:Cualquier dispositivo que utilice la corriente eléctrica
Circuito eléctricoCircuito eléctrico
-La carga ofrece resistencia al paso de la corriente eléctrica.(R)
-La corriente sale del terminal negativo de la batería (fuente de voltaje) pasapor el alambre (conductor), pasa a través del foco (carga) y llegafinalmente al terminal positivo de la fuente.
-Es el circuito básico, a partir de aquí se puede construir circuitos máscomplejos
UnidadesUnidadesE: Exa = 1018 D: deci = 10-1
P: Peta = 1015 c: centi =10-2
T: Tera = 1012 m: mili = 10-3
G: Giga = 109 µ: micro = 10-6G: Giga = 10 µ: micro = 10
M: Mega = 106 n: nano = 10-9
k: Kilo = 103 Aº: anstrong = 10-10
h: hecto = 102 p: pico = 10-12
da: deca = 101 f: femto = 10-15
a: atto = 10-18
Corriente eléctricaCorriente eléctrica La corriente eléctrica es el paso ordenado de electrones a través de un
conductor.
Un camino por donde debe circular la corriente debe ser
Buen Conductor
-Todos los metales son más o menos conductores de electricidad.
-Cobre, plata son los mejores.-Cobre, plata son los mejores.Flujo de electrones
circulando ordenadamente:
Corriente eléctrica
¿Por donde Circulará la corriente?¿Por donde Circulará la corriente?
Aislante:Aquellos materiales que no permiten el paso de la corriente eléctrica. Porcelana, papel, hule, mica, vidrio, etc.
Se utilizan para aislar, o cortar, el paso de la corriente.
¿Por donde circulará la corriente?¿Por donde circulará la corriente?
Semiconductor: Aquellos materiales que debidoa su estructura atómica pueden ser buenosconductores o no.
Germanio y Silicio.
-¿El agua es conductor?-¿El agua es conductor?
Agua pura (aislante) resistividad
Agua mar es un buen conductor (resistividad)
Intensidad de corrienteIntensidad de corriente
Cantidad de carga eléctrica que circula por un conductor en la unidad de tiempo
Matemáticamente se expresa:
Coulomb Amperio
q I ==
1Amp = 1 Amperio
1mA = 1 miliamperio
1uA = 1microamperio
Segundo
Coulomb Amperio
T
q I ==
Unidades de la CorrienteUnidades de la Corriente
¿Calcular la intensidad que circula por un conductor por elcual pasan 4 C cada 0.5 seg.?
¿Calcular la cantidad de cargas, que pasa por un conductorcada segundo por el cual la intensidad que circula es de450mA?
Medida de la corrienteMedida de la corriente
Se utiliza el amperímetro Símbolo
El amperímetro se coloca insertando en el circuito en serie con la carga. Interrumpir el circuito en algún punto, e intercalar el amperímetro entre los dos puntos
A
A
Fuerza Eléctrica Fuerza Eléctrica
-Fuerza Eléctrica es la presión que obliga a moverse los electrones(dentro del generador), y que tiene por efecto producir una tensióneléctrica.
-Tensión eléctrica o Voltaje: es la fuerza que hace que los electrones semuevan ordenadamente en una cierta dirección a través del circuito(hace que aparezca una corriente eléctrica)
CONDUCTOR
BATERIA
Interruptor
cerrado
CONDUCTOR
I Foco
Medida de voltajeMedida de voltaje
Se utiliza el voltímetro Símbolo Se coloca entre los puntos que se quiere medir. Esta forma de colocar, se denomina conexión en paralelo. En medición en Continua tener en cuenta la polaridad
V
V+
Conexión de BateríasConexión de Baterías
I
Conexión en Serie: Fluye lamisma corriente por elcircuito. El voltaje delcircuito es la suma detodas las fuentes.
Conexión en paralelo: El Conexión en paralelo: Elvoltaje producido por las 3pilas, es la misma de cadapila. La corriente delcircuito es la suma detodas las corrientes
A
B
Circuitos eléctricosCircuitos eléctricos Circuito abierto: No fluyen los electrones, no hay corriente. El foco
no enciende Circuito cerrado: fluyen los electrones, hay corriente. El foco enciende
ResistoresResistores
ResistorResistor•DISPOSITIVO HECHO A PROPÓSITO PARA OFRECER RESISTENCIAAL FLUJO DE LA CORRIENTE EN UN CIRCUITO.• SE UTILIZA PARA LIMITAR LA CANTIDAD DE CORRIENTE QUE FLUYE EN EL CIRCUITO
• SU SÍMBOLO PARA REPRESENTAR A UN RESISTOR ES LA LETRA ( R )
RESISTOR FISICAMENTE SÍMBOLO ESQUEMATICO
La unidad de la resistenciaLa unidad de la resistencia La unidad de resistencia es el ohmio La letra griega (Ω) se emplea para representar a losohmios
Esta unidad recibe el nombre en honor al físicoalemán George Simon Ohm, quien descubrió larelación del voltaje, la corriente y la resistenciarelación del voltaje, la corriente y la resistencia
Conductor
I = 1 Ampere
Carga = 1 Ohmio
Fem. = 1 voltio
Medida de la resistenciaMedida de la resistencia
Se utiliza el ohmímetro Símbolo Se conecta en paralelo, con el circuito abierto
Ω
Características del resistorCaracterísticas del resistor
Tienen tres características:
Valor ohmico Valor ohmico
Tolerancia
Disipación de potencia,
Valor Valor ohmicoohmico
Valor ohmico: es su valor de resistencia y nos indica lacantidad de oposición que pone al flujo de la corriente.
Cuanto mas alto sea el valor de la resistencia mas alta seráel valor ohmico.
Tolerancia o porcentaje de errorTolerancia o porcentaje de error
Es la cantidad de diferencia que existe entre el valor medido del resistor y el valor indicado en el cuerpo de ella.de ella.
Fabricar un resistor con unvalor exacto es muy difícil,cuanto mayor sea laexactitud, se encarece elproducto.
Potencia de disipaciónPotencia de disipación
-Es inevitable que un resistor se recaliente.-Este calentamiento dependerá de la mayor o menor potenciaa la que el resistor trabaje.
-La potencia dependerá de los valores de tensión e intensidada que se sometió el resistor.
Potencia de disipaciónPotencia de disipación
Se fabrican resistores de varios tamaños, de tal forma que losresistores aumentan de tamaño de acuerdo con la potencia adisipar.
Los resistores de carbón suelen ser:
1/8 Watt
¼ Watt
½ Watt
1 Watt
2 Watts
Código de coloresCódigo de colores
La mayoría de los resistores tienen un código de colores para indicar elvalor de su resistencia
Cada banda de color ayuda determinar el valor de la resistencia pormedio de los valores asignados a cada banda de color y de acuerdo a lasiguiente tabla :
Código de coloresCódigo de colores
1ºNÚMERO
Las dos primeras bandas de color representan los primerosdos números del valor de la resistencia, y la tercera bandaindica el número de ceros que se deben agregar a losprimeros dos números. La cuarta banda de color nos indica latolerancia.
1ºNÚMERO
2º NÚMERO
MULTIPLICADOR TOLERANCIA
Código de colores Código de colores Ejemplo1:1. El primer color es rojo y tiene un valor de 2.2. El segundo color es verde y su valor es 53. Al juntar estos dos números obtenemos 25.4. El tercer color es amarillo y tiene un valor de 4, que
significa multiplicar por 10,000.
25 x 10,000 = 250,000 ohmios +/- 20%
significa multiplicar por 10,000.5. El resistor tiene por valor: 250,000 Ohmios ó 250 K6. La cuarta banda es incolora, por tanto tiene +/- 20%
Código de coloresCódigo de coloresEjemplo 2:1. Banda: Verde = 52. Banda: Negro = 03. Banda: Marrón = 14. 50 x 10 = 500 ohmios5. Banda: Dorado = +/- 5%5. Banda: Dorado = +/- 5%
50 x 10 = 500 ohmios +/- 5%
CAPACITORES
CapacitorCapacitor
Es un dispositivo que tiene la capacidad de almacenar unacarga eléctrica, igual al voltaje aplicado.
Permite el paso de la corriente alterna e impide la circulaciónde corriente continua El capacitor esta conformado por dosplacas metálicas separadas por un material no conductivollamado dieléctrico
Capacidad de CondensadorCapacidad de Condensador
El capacitor indica la cantidad de capacitancia y el voltaje detrabajo.Q es la cantidad de cargas en Coulomb y la fuente(V) en voltios
Q COULOMB
V VOLTIOC
C = FARADIO
1 F (faradio ) 1 x 106 uf
1mf (milifaradio) 1 x 10-3 F
1 uf(microfaradio)
1 x 10-6 F
1nf (nanofaradio)
1 x 10-9 F
1 pf (picofaradio)1 x 10-12 F
Capacitores en serieCapacitores en serie
C1 C2 C3V =V1 +V2 +V3
Q =Q1=Q2=Q3
Q Q1 Q2 Q3
C C1 C2 C3
1 1 1 1
C C1 C2 C3
+ +=
+ +=
V
C1 C2 C3V
Capacitores en ParaleloV = V1 = V2 = V3Q = Q1 + Q2 + Q3CV = CV1 + CV2 + CV3C = C1 + C2 + C3
InductoresInductores
InductorInductor
Es un cable “conductor”enrollado en forma de espiral talcomo se muestra en la figura,puede ser simple (núcleo deaire) o contener un núcleo deaire) o contener un núcleo deun material ferromagnético
BOBINA CON NÚCLEO
InductoresInductores
Conocidos también como bobinas, son dispositivosque almacenan energía en forma de campomagnético.
Este campo magnético aumenta si incrementamos lacorriente.
De la misma forma, el campo magnético decrece, sila corriente disminuyela corriente disminuye
InductanciaInductancia (L)(L)
La inductancia es la capacidad de un conductor degenerar un campo magnético cuando es recorridopor una corriente eléctrica.
La cantidad de inductancia es determinada por lacapacidad del inductor para concentrar un campomagnético.magnético.
El Henrio es la unidad básica de inductancia y serepresenta por la letra H
Configuración de las inductanciasConfiguración de las inductancias
L1
L2L3
L
L = L + L + LL = L1 + L2 + L3
L1 L2L3
L
Inductores en paraleloInductores en paralelo
La disposición comoestán conectadoslos inductores sedenomina conexióndenomina conexiónen paralelo.
La inductancia totales siempre demenor valor que elinductor de valormás bajo
Inductores en paraleloInductores en paralelo
Se utiliza la siguiente formula
Ley de OhmLey de Ohm
Los circuitos eléctricos y electrónicos tienen tres partesbásicas: fuente de alimentación, conductor y varias cargas.
Son un conjunto de reglas que nos dan todas las relacionesque existen entre el voltaje, la resistencia y la corriente. V =I x R
AmpereI
RV
Ohmios
Voltios
Ley de Ley de kirchhooffkirchhooff
1era ley de Kirchhoff : La ley de corrientes (LCK)En cualquier nodo, la suma de la corriente que entra en ese nodo
es igual a la suma de la corriente que sale. La suma algebraica
de todas las corrientes que pasan por el nodo es igual a cero
Ley de Ley de KirchhooffKirchhooff
2da ley de Kirchhoff : Ley de Tensiones (LVK)
En toda malla la suma de todas las caídas de tensión es igual a la tensión total suministrada. En toda malla la suma algebraica de
las diferencias de potencial eléctrico es igual a cero.
PotenciaPotencia La cantidad de calor que un objeto emite o genera es unaforma de potencia.
La corriente al pasar a través de una resistencia genera luz ocalor.
El trabajo de la lámpara de luz es producir luz.
El trabajo de la resistencia produce calor El trabajo de la resistencia produce calor
PotenciaPotencia
La unidad de la potencia es el watt o vatio
Consumo y Facturación de Energía EléctricaConsumo y Facturación de Energía Eléctrica
- La cantidad de Energía Eléctrica que consume un Artefacto depende de la potencia del artefacto y de la cantidad de Horas que se utiliza. el Consumo de energía se mide Kw*H (kilowatt*hora)
ENERGIA (Kw.H) : Potencia (KW) * Tiempo(h)
Ejemplo : Consumo y Facturación de Energía EléctricaEjemplo : Consumo y Facturación de Energía Eléctrica
-Un TV de 21 tiene una potencia aproximada de 90 watts (90W) =0,09 kW.
-Si se usa 5h al día:
El consumo diario de energía es:
(0,09 kW) x (5 h) = 0,45 kW.h
-El consumo mensual aproximado de energía será:-El consumo mensual aproximado de energía será:
(0,45 kW.h) x (30) = 13,5 kW.h
-Si consideramos una tarifa de 0,35 S/ por cada kW.h , el consumo mensual de energía de 13,5 kW.h será:
(13,5 kW.h) x (0,35 S/./kW.h) = S/. 4,73
-Ahora, considerando el IGV (18%) significa una facturación para la Tv de 21:
(S/. 4,73) x (1,18) = S/. 5,58