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MANT. DE LOS SISTEMAS ELECTRICOS Y ELECTRONICOS 1

UNIDAD 1

PRINCIPIOS BÁSICOS DE ELECTRICIDAD Y COMPONENTES DE LOS CIRCUITOS ELECTRICOS

CAPITULO 1

1.1.- PRODUCCIÓN DE LA ENERGÍA ELECTRICA. La naturaleza siempre a puesto a disposición del hombre diferentes tipos de energía. Durante siglos, el hombre cubría sus necesidades a través de su propio esfuerzo. Más tarde comenzó a utilizar animales y después pequeñas máquinas. Con el paso del tiempo y los nuevos descubrimientos las máquinas se hicieron más complejas y mayores los rendimientos conseguidos con menores esfuerzos. El paso más importante que dio el hombre en cuanto a descubrimientos y aprovechamiento de las fuentes energéticas fue a finales del siglo XIX, en lo que se dio a conocer como Revolución Industrial, y dentro de estos descubrimientos el que destacó sobre ellos fue la transformación de estas energías en energía eléctrica.

1.1.1.- LAS CENTRALES ELÉCTRICAS. Son las fábricas de producción de electricidad. En ellas se transforman las distintas energías en energía eléctrica para su posterior transporte. Dependiendo del tipo de energía primaria que utilicemos, podemos tener diferentes tipos de centrales y así tenemos:

TIPO DE CENTRAL ENERGÍA PRIMARIACentral hidráulica Salto de aguaCentral térmica clásica Calor producido al quemar carbón, derivados

del petróleo, gas natural, etc..Central térmica nuclear Calor producido en una reacción nuclear de

fisión o de fusión.Central eólica VientoCentral termosolar Calor producido por el solCentral fotovoltaica Luz solarCentral mareomotriz MareasCentral geotérmica Calor de la tierra

Fig. 1 Esquema centran hidráulica1.1.2.- EL TRANSPORTE DE LA ELECTRICIDAD.


El transporte de la electricidad desde la central hasta los lugares de utilización se realiza a través de líneas eléctricas. Estas líneas poseen una resistencia eléctrica, es decir, se producen pérdidas de energía en forma de calor. Para reducir estas pérdidas se utilizan líneas de alta tensión (220.000, 380.000 V). Así se disminuye la intensidad de la corriente y se podrán recorrer grandes distancias sin muchas pérdidas. Los elementos encargados de hacer elevar la tensión de salida de alternador y reducir la misma al llegar a destino para distintos usos es el transformador. Estos dispositivos sólo funcionan en corriente alterna.

1.2.- LA ELECTRICIDAD Y SUS MAGNITUDES FUNDAMENTALES. 1.2.1.- LA ELECTRICIDAD. La electricidad es lo que hace lucir las lámparas y girar los motores; es decir, una fuerza, algo invisible pero capaz de hacer sentir sus efectos. Para comprender mejor este fenómeno pasaremos a estudiar la materia hasta sus partes más pequeñas. Si tomamos un trozo de material y comenzamos a dividirlo en trozo cada vez más pequeños hasta hacerlo indivisible, llegaríamos a la molécula (esta molécula seguiría manteniendo todas las propiedades físicas del material). La molécula está formada por elementos más pequeños denominados átomos y estos, a su vez, por otros elementos más pequeños aun, denominados protones, neutrones y electrones.

Fig. 1.2 Esquema de composición del átomo.

1.2.2.- CARGA ELÉCTRICA. Si pudiésemos colocar un protón y un electrón enfrentados, observaríamos como se acercarían entre sí rápidamente. Sin embargo, si enfrentamos a dos electrones, estos se repelen e, igualmente, si enfrentamos a dos protones estos se repelerían también (fig. 1.3).

Se puede decir que tanto el protón como el electrón tienen una propiedad especial desconocida a la que llamaremos carga elécrtrica, y que por el razonamiento anteriro, la carga del protón es distinta a la del electrón. Se dice que el protón tiene carga eléctrica positiva y el electrón carga eléctrica negativa.


Fig. 1.3Los neutrones, que comparten el núcleo con los protones, no tienen carga eléctrica. Los protones y los neutrones tienen la misma masa, pero el electrón es 1.136 veces menos pesado.

1.2.3.- ELECTRIFICACIÓN DE LOS ÁTOMOS. Un átomo, en estado normal, posee el mismo número de protones que de electrones, es decir, su carga eléctrica es nula, ya que las cargas positivas contra restan a las negativas. El electrón dispone de carga y movilidad para poder desplazarse por los materiales, no así el protón, fuertemente ligado al núcleo. Cuanto más alejado los electrones del núcleo (órbitas más lejanas), mayor movilidad poseerán. Se denomina carga eléctrica de un cuerpo al exceso o defecto de electrones que éste posee. Para establecer el valor de esta carga en cada cuerpo, se ha establecido una unidad. El electrón podría ser esta unidad, pero la carga que tiene un electrón es muy pequeña, por lo que se toma como unidad a otro concepto que englobe gran cantidad de electrones y éste es el culombio.

Un culombio es aproximadamente igual a:

1 culombio = 6,3x1018 electrones

1.2.4.- LEY DE COULOMB. Dos cargas eléctricas puntuales Q1 y Q2 ejercen una sobre otra fuerzas que son proporcionales al

producto de dichas cargas, e inversamente proporcionales al cuadrado de la distancia que las separa. La constante de proporcionalidad (K) dependerá del medio físico en el que encuentren dichas cargas.

Fig. 1.41.2.5.- CAMPO ELÉCTRICO. Un campo eléctrico es una región del espacio en el que la carga eléctrica está sometida a una fuerza de carácter eléctrico. En el caso de una tormenta, se crea un potentísimo campo eléctrico entre las nubes y el suelo.

1.2.6.- MOVIMIENTO DE ELECTRONES.


Si unieramos mediante un conductor dos materiales con distinta carga eléctrica, los electrones fluirían desde el material cargado negativamente hacia el material cargado positivamente,empujados por la acción del campo eléctrico. Los electrones fluirán hasta que las cargas de los dos materiales estén compensadas, es decir, hasta que desaparezca la diferencia de cargas. Al movimiento de electrones se le denomina corriente eléctrica. A la diferencia de cargas se le denomina diferencia de potencial, voltaje o tensión.

1.2.7.- EL CIRCUITO ELÉCTRICO. Para que se forme un circuito eléctrico se tienen que cumplir las siguientes condiciones:

1.- Que haya un dispositivo que cree una diferencia de cargas (generador). 2.- Que exista un camino por el puedan circular los electrones (conductor). 3.- Que exista un aparato (carga) por el que se muevan los electrones y aproveche la energía eléctrica para transformarla en otro tipo de enrgía (receptor).

Fig.1.5 Representación circuito eléctrico

1.3.- FORMAS DE PRODUCIR ELECTRICIDAD.La misión del generador es trasladar los electrones de la placa positiva hacia la negativa (en el interior del generador). Esto trae consigo un defecto de electrones en la placa positiva y un exceso de electrones en la placa negativa, estableciéndose entre los dos polos una diferencia de potencial. Los electrones en excesos del polo negativo son atraídos por el polo positivo (en el circuito exterior) y el único camino por el que se pueden mover es por el conductor atravesando el receptor, hasta llegar a dicho polo. Completándose así lo que se denomina circuito eléctrico (fig. 1.5).

Existen varias formas para llegar a producir diferencia de cargas entre los polos de un generador, entre ellas podemos tener: 1.- Por frotamiento. 2.- Por presión. 3.- Por acción de la luz solar. 4.- Por acción del calor. 5.- Por reacción química. 6.- Por acción magnética. 1.3.1.- PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD POR FROTAMIENTO. ¿Has sentido alguna vez un calambrazo al abrir la puerta del coche o al andar descalzo sobre una alfombra u oído un chisporroteo al quitarte un jersey? Al andar sobre la alfombra, se ocasiona un frotamiento entre ésta y los pies, lo que produce una acumulación de cargas eléctricas en la superficie de la misma. Esta carga eléctrica puede originar tensiones del orden de algunos miles de voltios y se la denomina carga electrostática. Esta forma de producir electricidad no tiene ninguna aplicación práctica.

1.3.2.- PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD POR PRESIÓN.


Al realizarse una determinada presión sobre la superficie de un material piezoeléctrico (cuarzo), hace que los electrones salgan desplazados hacia la otra superficie, originando una diferencia de potencial (d.d.p.) entre ambas.

1.3.3.- PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD POR ACCIÓN DE LA LUZ SOLAR.La célula fotovoltaica está compuesta principalmente por silicio (material fotosensible). Al incidir la luz en el silicio, provoca un desprendimiento de electrones en las últimas órbitas de sus átomos, lo cual produce una d.d.p. entre sus caras.

1.3.4.- PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD POR ACCIÓN DEL CALOR. Algunos cuerpos presentan propiedades termoeléctricas, con lo que se pueden construir pares termoeléctricos. Estos consisten en dos metales distintos y unidos, que al calentarlos, manifiestan una d.d.p. entre sus extremos. Este fenómeno es debido a que uno de los metales desprende más electrones que el otro, por efecto del calor, generándose una pequeña diferencia de cargas entre sus extremos que es proporcional a la temperatura de la unión.

1.3.5.- PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD POR REACCIÓN QUÍMICA. Las pilas y acumuladores son dispositivos que, a través de reacciones químicas, producen electricidad. Si metemos en un vaso, en el que previamente se ha echado agua y unas gotas de ácido sulfúrico, una barra de cobre y otra de cinc dispondremos de una pequeña pila. Las barras de cinc y de cobre se disuelven por acción del ácido sulfúrico, cediendo parte de sus átomos a la disolución. Por una parte, el cinc cede átomos al ácido sulfúrico dejando acumulados gran cantidad de sus electrones en la barra de cinc. Con la barra de cobre ocurre algo semejante, sólo que en ésta se acumulan muchos menos electrones, por lo que, con respecto al cinc, la barra de cobre será más positiva y la barra de cinc más negativa. Fenómenos parecidos a estos ocurren en las pilas y los acumuladores, con la diferencia de que las primeras no son recargables y los segundos si.

1.3.6.- PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD POR ACCIÓN MAGNÉTICA. Esta forma de producir electricidad se basa en el principio de Faraday, y es de esta forma como se produce la energía en las grandes centrales eléctricas mediante los alternadores(corriente alterna ó dinamos (corriente continua). Cuando se mueve un conductor eléctrico en el interior de un campo magnético aparece una corriente eléctrica por dicho conductor. Lo mismo ocurre si se mueve el imán y se deja fijo el conductor (fig. 1.6).

Fig.1.6 Representación espira moviéndose dentro de un campo magnetico

1.4.- LA CORRIENTE ELÉCTRICA. Como ya sabemos, los electrones circulan por el circuito desde el polo negativo del generador al positivo, y por el interior del mismo desde el polo positivo al negativo. Antiguamente los científicos pensaban que no eran los electrones los que se movían, por lo que consideraban que la corriente


eléctrica iba desde el polo positivo al negativo. Este sentido se le denomina convencional y es utilizado en la actualidad en muchos casos sin que esto influya en los resultados obtenidos.

1.4.1.- INTENSIDAD DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA. Para entender mejor este concepto utilizaremos un símil hidráulico. De la misma forma que se puede medir el caudal de una corriente de agua que circula por una tubería, es posible medir la intensidad del movimiento de electrones en un circuito eléctrico.

El caudal es la cantidad de agua que se mueve por una conducción en la unidad de tiempo.

Caudal=litrossegundo

La intensidad de la corriente eléctrica es la cantidad de electricidad que recorre un circuito en la unidad de tiempo.

Intensidad=culombios egundo

La unidad de medida de la intensidad de corriente eléctrica es el amperio. Así pues, cuando en un circuito se mueve una carga de un culombio en un segundo, se dice que la corriente tiene una intensidad de un amperio.

I=Qt 1 amperio=1c ulombio1 segundo

1.4.2.- CLASES DE CORRIENTE. Los dos tipos de corriente más utilizadas son: 1.4.2.1.- CORRIENTE CONTINUA (C.C.). Es la producida por las dinamos, pilas, baterías y células fotovoltaicas. Su característica principal es que los electrones libres siempre se mueven en el mismo sentido y con una intensidad constante (fig. 1.14).

Fig.1.7 Representación gráfica de una C.C.

1.4.2.2.- CORRIENTE ALTERNA (C.A).Es la que se produce en los alternadores en las centrales eléctricas. Es la forma más común de transportar la energía eléctrica y de consumirla en nuestro hogares y en la industria en general.


Una corriente alterna se caracteriza porque el flujo de electrones se mueve por el conductor en un sentido y en otro, y además, el valor de la corriente eléctrica es variable.En resumen que la corriente alterna es más fácil de producir, y que posee una serie de características que hacen mas fácil su transporte (uso de transformadores), su uso es muy amplio.

Fig.1.8 Representación gráfica de una C.A

1.5.- TENSIÓN ELÉCTRICA Y FUERZA ELECTROMOTRIZ. Definíamos a la tensión eléctrica o diferencia de potencial a la diferencia de cargas existentes entre dos puntos de un circuito. Para conseguir una diferencia de cargas entre sus polos el generador necesita desarrollar una energía: “A la fuerza necesaria para trasladar los electrones desde el polo positivo al negativo y así crear la diferencia de cargas se le denomina fuerza electromotriz (f.e.m.). La unidad de medida tanto de la diferencia de potencial como de la fuerza electromotriz es el voltio. Para entender mejor todas las magnitudes que aparecen en un circuito eléctrico, vamos a seguir comparándolo con un símil hidráulico (fig. 1.9).


Fig.1.9 Símil circuito hidráulico y eléctrico

La bomba eleva el agua del depósito A hasta el depósito B, lo que crea una diferencia de alturas entre ambos depósitos.

El generador eléctrico arranca los electrones de la placa positiva y los deposita en la placa negativa, lo que crea una diferencia de cargas o tensión entre los bornes de la lámpara.

El depósito B, al estar más alto que el A, adquiere una energía potencial, pudiendo luego el agua descender hacia A y mover así el motor hidráulico.

El defecto de cargas del polo positivo atrae con fuerza a los electrones en exceso del polo negativo, a través del circuito, produciéndose un movimiento de electrones, o corriente por la lámpara, que la hace lucir.

COMPONENTES BASICOS DE LOS CIRCUITOS ELECTRICOS

CAPITULO 2

2.1.- RESISTENCIAS La función que cumplen las resistencias dentro de un circuito eléctrico es la de oponerse al paso de la corriente y transformar la energía eléctrica en energía calorífica. Como ventajas de esta propiedad tenemos aplicaciones en calefactores, lámparas incandescentes, cocinas y hornos, etc., en cambio, como desventajas tenemos calentamiento en los conductores de las líneas eléctricas, caídas de tensión y perdidas de potencia.

“La resistencia eléctrica es la mayor o menor oposición que ofrecen los cuerpos conductores al paso de la corriente eléctrica”.

La unidad de medida de la resistencia eléctrica (símbolo R) es el ohmio y se representa por la letra griega omega, Ω.

2.2.- LEY DE OHM George Simón Ohm, de forma experimental, llegó a encontrar la relación experimental existente entre las tres magnitudes anteriores (tensión, corriente y resistencia) para un conductor metálico. Esta relación se conoce como ley de Ohm y determina lo siguiente:“La intensidad de la corriente que recorre un circuito eléctrico es directamente proporcional a la tensión aplicada , e inversamente proporcional a la resistencia eléctrica”.

I=UR

2.3.- RESISTENCIA DE UN CONDUCTORSi midiésemos la resistencia de un conductor de Cu de un metro de longitud y un milímetro cuadrado de sección a 20º obtendríamos un resultado de 0,017 Ω. Es fácil deducir que:

• A mayor longitud del conductor más resistencia (y viceversa).

• A mayor sección del conductor menos resistencia (y viceversa).

Por tanto, podríamos establecer que R=ρ LS


Siendo: ρ el coeficiente de resistividad propia de cada material (Ω.mm²/m); L la longitud del conductor (m); S la sección del conductor (mm²).

Tabla de distintos materiales utilizados en Electrotecnia con sus coeficientes de resistividad, a 20ºC de temperatura.

Material Símboloρ = Ω.mm²/m (coef.

Resistividad)

Plata

Cobre

Aluminio

Cinc

Estaño

Hierro

Plomo

Mercurio

Carbón

Ag

Cu

Al

Zn

Sn

Fe

Pb

Hg

C

0,0163

0,017

0,028

0,061

0,12

0,13

0,204

0,957

63

Influencia de la temperatura en la resistividad: al aumentar la temperatura aumenta la resistencia.

Rt° = Ro (1 + α . Δt°)

Rt°=Resistencia en caliente. R0=Resistencia a 20°. α=Coeficiente de temperatura. Δt°=Elevación de la temperatura en °C.

2.4.- CONDUCTANCIA Y CONDUCTIVIDAD

La conductancia es la inversa de la resistencia: G= 1R

Su unidad es el siemens (S)

La conductividad de un conductor nos indica la facilidad que ofrece este al paso de la corriente eléctrica. Es decir es la inversa de la resistividad y su unidad es el siemens/metro (S/m).

ϒ=1ρ

ϒ= Conductividad (S/m).ρ= Resistividad (Ω*mm2/m).

2.5.- RIGIDEZ DIELECTRICA


La rigidez dieléctrica de un material es la tensión que es capaz de perforarlo (corriente eléctrica que se establece por el aislante).Cuando se selecciona un conductor eléctrico, aparte de la sección que resulte ser la más adecuada, es muy importante tener en cuenta la tensión de servicio de la instalación donde va a trabajar. En el reglamento electrotécnico de baja tensión se indican las tensiones que deberán soportar los aislantes de los conductores con un margen de seguridad. Siguiendo estas recomendaciones se fabrican, por ejemplo, conductores de 500 V, 750 V y 1.000 V para baja tensión.2.6.- ACOPLAMIENTOS DE RESISTENCIAS2.6.1.- SERIEAcoplar varios receptores en serie consiste en ir conectando el terminal de salida de uno con el terminar de entrada del otro, sucesivamente.En este tipo de conexión existe una sola intensidad que recorre todo el circuito, y la tensión aplicada se reparte entre los receptores (resistencias).

Fig.1.10 Acoplamiento tres resistencias en serie

U = UAB + UBC + UCD

UAB = R1 * IUBC = R2 * IUCD = R3 * I

RT = R1 + R2 + R3

2.6.2.- PARALELOAcoplar varios receptores en paralelo (o derivacion) es conectar los terminales de dichos receptores entre si, tal como se muestra en la figura.


Fig.1.11 Acoplamiento tres resistencias en paralelo

Este montaje se caracteriza porque todos los receptores están sometidos a la misma tensión (U = UAB) y el generador suministra una corriente IT que se reparte por cada uno de los receptores (resistencias).

IT = I1 + I2 + I3

I1 = UR

; I2 = UR

; I3 = UR

; IT = UR

2.6.3.- MIXTOSSon aquellos en los que existen receptores conectados en serie y en paralelo. Para resolver este tipo de circuitos hay que seguir los siguientes pasos:

a) Reducir a su circuito equivalente aquellas partes del circuito que estén claramente acopladas, bien en serie o en paralelo.

b) Dibujar sucesivamente los nuevos circuitos equivalentes obtenidos, indicando las magnitudes conocidas y desconocidas.

c) Calcular las magnitudes desconocidas del circuito desde los circuitos equivalentes más reducidos hasta el circuito origuinal.

2.7.- POTENCIA ELECTRICAEn física se define la potencia como la rapidez con la que se ejecuta un trabajo, es decir la relación que existe entre trabajo realizado y el tiempo invertido en realizarlo.

Potencia = TrabajoTiempo

= Et

P = Potencia en vatios (W)E = Energía en julios (J)

t = Tiempo en segundos (s)La potencia eléctrica es el producto de la tensión por la intensidad de la corriente.

P = U*I

2.8.- LEY DE JOULE


El físico P. James Joule estudio la relación que existe entre la energía y su transformación plena en calor. A base de experimentar con un calorímetro, llego a la conclusión de que la energía de 1 julio es equivalente a 0,24 calorías.

Q = 0,24*EQ = 0,24*P*t

Q = 0,24*R*I2*tQ = Calor en caloríasE = Energía en julio

P = PotenciaR = ResistenciaI = Intensidad

t = Tiempo

2.9.- CALOR ESPECIFICOEl calor especifico de una sustancia es la cantidad de color que se precisa para aumentar la temperatura en 1º C una masa de 1 gramo.

Fig.1.12 Calor especifico de algunas sustancias

Conociendo el calor especifico de una sustancia y su masa es posible calcular la cantidad de calor que es necesario aplicar para elevar su temperatura. Para ello aplicaremos la siguiente expresión:

Q = m*c*∆tºQ = Cantidad de calor (calorías)

M = Masa (gramos)c = Calor especifico (cal/g*ºC

∆tº = Variación de temperatura

2.10.- CONDENSADORESEl condensador es un componente eléctrico de dos terminales fabricado para ofrecer una determinada capacidad. La capacidad de un condensador permite el almacenamiento de una cierta cantidad de carga eléctrica.Básicamente esta formado por dos placas conductoras metálicas o armaduras, aisladas entre sí por una delgada capa de material aislante (mica, papel, plástico, etc,….) llamada dieléctrico.

2.10.1.- FUNCIONAMIENTO


Las armaduras de un condensador descargado son eléctricamente neutras, es decir, tienen la misma cantidad de carga positiva que de carga negativa.Si un condensador se conecta a una fuente de tensión continua, los electrones de la placa metálica B conectada al positivo de la fuente, son atraídos por ésta, de modo que el electrón abandona dicha placa y circula a través de la fuente hasta la placa A (conectada al polo negativo de la fuente).El dieléctrico (aislante) impide la neutralización de la carga.Así pues cada electrón que abandona la placa B produce un defecto de carga negativa o lo que es lo mismo, un aumento de carga positiva en esta placa. Por cada electrón que se acumula en la placa A se produce un exceso de un electrón , es decir, un aumento de carga negativa. Con ello las armaduras A Y B quedad cargadas con la misma carga pero de signo contrario, la A negativa y la B negativa.Este proceso finaliza cuando la diferencia de potencial (debido al desequilibrio de cargas) en el condensador iguala la diferencia de potencial de la fuente. Decimos en este caso que el condensador esta totalmente cargado y deja de circular corriente. En esta situación, si el condensador se desconecta de la fuente de tensión, mantiene una diferencia de potencial entre sus extremos, de valor igual que el de la fuente de la que obtuvo la carga.

Fig.1.13 Carga de un condensador

2.10.2.- CARACTERISTICAS DE UN CONDENSADORLas características principales que definen un condensador son la capacidad nominal, la tolerancia y la tensión máxima de funcionamiento.

2.10.2.1.- CAPACIDAD NOMINALEl principal parámetro de un condensador es su capacidad nominal, es decir la cantidad de carga eléctrica que es capaz de acumular.Es el valor teórico que presenta a una determinada temperatura ambiente y frecuencia de trabajo. Depende por tanto de ambas variables: temperatura y frecuencia.

C = QU

C = Capacidad expresada en faradiosQ = Carga eléctrica en coulombios

U = Tensión aplicada al condensador en voltios

2.10.2.2.- TOLERANCIA


La tolerancia de un condensador, de forma análoga a los resistores, nos indica en porcentaje los valores límites entre los que se encuentra el valor real de la capacidad. Las tolerancias y capacidades nominales están normalizadas según serie de valores

2.10.2.3.- TENSIÓN MÁXIMA DE FUNCIONAMIENTOLa tensión máxima de funcionamiento es la tensión que el condensador puede soportar de forma continua sin sufrir deterioro alguno (ruptura del dieléctrico).

2.10.3.- CARGA Y DESCARGA DE UN CONDENSADOREn el esquema siguiente se muestra un condensador que se carga cuando el conmutador está en la posición (1) y se descarga cuando está en la posición (2). La carga y descarga se efectúan siempre a través de la resistencia R.La rapidez de la carga y descarga de un condensador viene determinada por la constante de tiempo conocida por la letra griega ד (se lee “tau”), que es igual al producto de la resistencia por la capacidad:

R × C = דLa unidad de la constante de tiempo es el segundo cuando la resistencia se expresa en ohmios y la capacidad en faradio.

2.10.3.1.- CARGA DEL CONDENSADOREn el instante en el que el condensador empieza a cargarse ( conmutador en la Posición 1) ,su tensión en los bornes Uc es cero y la corriente de carga es la máxima que permite la resistencia R. Sin embargo transcurrido un tiempo t igual a tres veces “ tau ” ( 3ד = × R × C), el condensador se considera prácticamente cargado y la corriente es aproximadamente cero. Cuando comienza a cargarse, el comportamiento de un condensador en corriente continua es similar al de un conductor, y una vez cargado, al de un aislante (circuito abierto). Un condensador en continua, una vez pasado el régimen transitorio de carga, se comporta como un circuito abierto.


2.10.3.2.- DESCARGA DEL CONDENSADORCon el condensador cargado, su tensión en los bornes es prácticamente la tensión de alimentación U. Sí en estas condiciones pasamos el conmutador a la posición 2, el condensador se descarga con una id de sentido contrario al de carga, lo que da lugar a una tensión en los bornes Uc que decrece hasta cero en un tiempo = 3ד × R × C

2.11.- ASOCIACION DE CONDENSADORESEn el caso de que un condensador no disponga de la capacidad adecuada para nuestras necesidades, al igual que con las resistencias se pueden realizar acoplamiento serie, paralelo o mixtos.

2.11.1.- ASOCIACIÓN DE CONDENSADORES EN SERIELa tensión aplicada al conjunto se reparte entre los terminales de cada uno de los condensadores, de tal forma que se cumple las relaciones siguientes:

U = UAB + UBC + UCD


2.11.2.- ASOCIACION DE CONDENSADORES EN PARALELOEn este acoplamiento, la tensión a la que quedan sometidos todos los condensadores es la misma y coincide con la aplicada al conjunto.

Q = Q1 + Q2 + Q3

CT = C1 + C2 + C3

VOY POR AQUI2.12.- BOBINAS O INDUCTANCIASUna bobina o inductancia es un componente eléctrico de dos terminales fabricados para ofrecer una determinada inductancia. La inductancia que representa una bobina permite el almacenamiento de una cierta energía eléctrica en forma de campo magnético. Está constituido por un hilo conductor arrollado, en forma de espira en torno a un núcleo de material ferromagnético. No obstante, en ocasiones el nucleo no existe y hablamos entonces de bobina o inductor con núcleo de aire.Cuando una corriente circula a través de una bobina, provoca un campo magnético a su alrededor que da lugar a un flujo propio.


Cualquier material ferromagnético que se encuentre bajo el área de influencia de este campo magnético intentara situarse de tal forma que facilite la circulación de flujo magnético a través de él.2.12.1.- COEFICIENTE DE AUTOINDUCIÓNEl coeficiente de autoinducción (L) es un parámetro que depende de la geometría del inductor y de las propiedades magnéticas del material que constituye su núcleo.Usualmente el coeficiente de autoinducción recibe el nombre de inductancia, de ahí uno de los nombres del componente a que da lugar. En un inductor, la corriente I que lo recorre y el flujo

magnético ᶲ generado están relacionados por la siguiente espresión:

L =ᶲI

Donde:L es el coeficiente de autoinducción expresado en henrios (H).

ᶲ es el flujo magnético generado por el inductor expresado en wébers (Wb).

I es el valor de la corriente que recorre el inductor expresado en amperios (A).2.12.2.- CARGA Y DESCONEXION DE UN INDUCTOR

En la figura se muestra un inductor que se carga a través de la resistencia R, en el momento en que se cierra el interruptor.


Con el inductor descargado, en el momento que cerramos el interruptor comienza a circular una corriente IL , que provoca la carga de la bobina y la aparición de una tensión entre sus extremos que evoluciona según se indica en la figura esta al final de este apartado.La rapidez con que evoluciona la intensidad viene determinada por la constante ד “tau”, que es igual al cociente entre la inductancia L la resistencia R.

L / R = דHabiendo transcurrido un tiempo t igual a unas tres veces la constante el inductor se considera prácticamente cargado y circula por él una corriente máxima que sólo es limitada por la resistencia. Es importante destacar que, cuando comienza a cargarse, el comportamiento de un inductor en continua es similar al de un aislante y, una vez cargado, al de un conductor.Si tenemos un inductor cargado y abrimos el interruptor, el brusco cambio que se produce en la corriente que lo atraviesa provocará la aparición de una elevada tensión en sus bornes.

2.13.- CAIDA DE TENSION EN LAS LINEAS ELECTRICASComo se puede observar en algunas ocasiones se produce en la luz que emite las lámparas eléctricas que están conectadas a la red eléctrica como disminuye durante un brve periodo de tiempo su luminosidad.Este fenómeno es debido a que las líneas producen una cierta pérdida de tensión (Caída de tensión).2.13.1.- CALCULO DE LA SECCION DE LOS CONDUTORES TENIENDO EN CUENTA LA CAIDA DE TENSIONLa caída de tensión en las líneas eléctricas puede llegar a ser un problema para el correcto funcionamiento de los receptores, ya que estos están diseñados para trabajar a una cierta tensión. Una tensión más baja puede impedir el arranque de un motor, el encendido de una lámpara de descarga, etc. Por todo ello, la caída de tensión no puede exceder de unos límites prefijaos en el REBT para cada caso. De esta forma, no solo habrá que tener en cuenta el calentamiento del conductor para determinar su sección, sino que también será necesario no sobrepasar el porcentaje de caída de tensión prefijado en el REBT.Para determinar la sección de un conductor emplearemos una de las siguientes expresiones:Teniendo en cuenta la Resistividad:

S = ρ*2*L*I/u ó S = ρ*2*L*P/u*UTeniendo en cuenta la conductividad:

S = 2*L*I/u*k ó S = 2*L*P/u*U*kEl cálculo por calentamiento de los conductores se realiza por tablas y corrigiendo la temperatura esto lo veremos mediante un ejemplo.

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