Guía No 2

3.1. Como se desarrollan los principios fundamentales de corriente, voltaje y potencia del sistema eléctrico según especificaciones técnicas.

Voltaje: I*R

Corriente: V/R

Potencia: V*I

3.2. ¿Qué son medidas de longitud y superficie, cómo y dónde las aplico. Cuáles son los principales Sistemas en estas medidas y cómo se convierte de uno a otro, dar ejemplos de conversión de Sistemas de unidades usando múltiplos y submúltiplos.

MEDIDAS DE LONGITUD: Corresponden a unidades de medida que sirven para saber cuán largo es un objeto. La unidad que se utiliza internacionalmente para medir longitudes, es el metro (m). De esta unidad provienen otras más pequeñas (llamadas submúltiplos) o más grandes (llamadas múltiplos).

Cuando se quiere transformar una unidad de longitud que va desde el metro al decímetro o al centímetro se debe multiplicar por 10 o por 100, respectivamente. También se pueden convertir los decímetros a centímetros. Para hacerlo debemos multiplicar por 10 el número de decímetros.

Si se quiere transformar al revés, es decir, desde centímetro a decímetro o a metro, se debe dividir el total de centímetros por 10 y por 100, respectivamente. También se pueden convertir los decímetros a metros, dividiendo por 10 el número de decímetros.

MEDIDAS DE SUPERFICIE: Sirven para medir superficies cuadradas, es decir, en dos dimensiones: largo y ancho. La unidad de medida es el metro cuadrado (m2).

Las unidades de la medida de superficie aumentan o disminuyen en 100

Diferencia en la aplicación de leyes de Ohm y Watt en corriente alterna frente a corriente directa. Diferenciar las medidas de corriente, voltaje y potencia

LEY DE OHM

La Ley de ohm dice que  la corriente en un conductor atreves de dos puntos, es directamente proporcional a la diferencia potencial o voltaje entre los dos puntos, e inversamente proporcional a la resistencia entre los mismos. La ecuación o fórmula para hallar la ley de ohm

es:               

En donde I es la corriente que circula atreves de una resistencia en amperios, V es la diferencia potencial medida atreves de la resistencia en voltios, y R es la resistencia del conductor en ohmios. para ser más específico, la ley de ohm dice que R es constante ( en esta operación) e independiente de la corriente.

Esta operación fue desarrollada por el físico alemán George Ohm, que publico su hallazgo en 1827, describiendo mediciones de corriente atreves de circuitos eléctricos simples con diferentes tipos de cableado, aunque al principio de su hallazgo, presento operaciones matemáticas muy complicadas para explicar sus resultados, operaciones que fueron simplificadas para dar origen a la ecuación que usamos hoy día.

Al analizar circuitos, la formula puede intercambiarse para hallar R, I o V, si se tienen los otros dos valores EJ:

     o sea que para hallar V hay que multiplicar I por R . y si I equivaliera 4, y R 3, entonces V seria 12. se sigue el mismo procedimiento para hallar I o R, aunque en estos casos en vez de multiplicar se divide.

LEY DE WATT

La ley de watt, o ley de la potencia eléctrica dice que si a un cuerpo se le agrega determinado voltaje, se producirá dentro de cierta corriente eléctrica. Dicha corriente será mayor o menor, dependiendo la resistencia de dicho cuerpo, este consumo genera que la fuente de energía este entregando cierta cantidad de potencia eléctrica, o sea, el cuerpo está consumiendo energía, o potencia, esa potencia se mide en watts, EJ. una lámpara eléctrica de 40 watts consume 40 watts de potencia eléctrica para calcular la potencia eléctrica, se debe multiplicar el voltaje mas la corriente que atraviesa el cuerpo la fórmula para dicha operación es:

             P =  V.I

Donde P: es  potencia o power, V es voltaje, y  la I es amperaje, o sea Watt es igual a Voltaje por Amperaje.

3.1 Actividades de apropiación del conocimiento (Conceptualización y Teorización). Busque el significado de los siguientes conceptos y socialice con sus compañeros.

• Materia.• Energía.• Electrones de Valencia• Iones y tipos.• Electricidad.• Aplicaciones de la electricidad.• Tensión y unidad.• Corriente y unidad.• Potencia y unidad.• Corriente continua (CC)• Corriente Alterna (AC) y tipos de corriente alterna.

Materia: es todo lo que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio La Química es la ciencia que estudia su naturaleza, composición y transformación. Las nubes son materia. Si la materia tiene masa y ocupa un lugar en el espacio significa que es cuantificable, es decir, que se puede medir. Todo cuanto podemos imaginar, desde un libro, un auto, el computador y hasta la silla en que nos sentamos y el agua que bebemos, o incluso algo intangible como el aire que respiramos, está hecho de materia.

Energía: El término energía (del griego enérgeia, “actividad”, “operación”; de [energós], ‘”fuerza de acción” o “fuerza trabajando”), tiene diversas acepciones y definiciones, relacionadas con la idea de una capacidad para obrar, transformar o poner en movimiento. En física, «energía» se define como la capacidad para realizar un trabajo.

Electrones de valencia: Los electrones que se encuentran en los mayores niveles de energía de determinado átomo son llamados electrones de valencia. Son los que posibilitan la reacción de un átomo con otro, del mismo elemento o de elementos diferentes, ya que tienen facilidad o predisposición para participar en los enlaces. Sólo los electrones que se encuentran en la superficie externa del átomo son capaces de interactuar con electrones de otro átomo, éstos son los electrones de valencia.

Iones y tipos: Un Ion es un átomo con energía que pierde o gana electrones

Catión (positivo) que es el que va hacia abajo tienden a ceder electrones en otras palabras son los que pierden electrones

Anión (negativo) El que va hacia arriba, tienden a recibir electrones en otras palabras son los que ganan electrones

Electricidad: La electricidad es una propiedad física manifestada a través de la atracción o del rechazo que ejercen entre sí las distintas partes de la materia. El origen de esta propiedad se encuentra en la presencia de componentes con carga negativa (denominados protones) y otros con carga positiva (los electrones).La electricidad, por otra parte, es el nombre que recibe una clase de energía que se basa en dicha propiedad física y que se manifiesta tanto en movimiento (la corriente) como en estado de reposo (la estática). Como fuente energética, la electricidad puede usarse para la iluminación o para producir calor, por ejemplo.

Aplicaciones de la electricidad: Generador electrostático Motor eléctrico Transformador Máquinas frigoríficas y aire acondicionado Electroimanes Electroquímica Electroválvulas Iluminación y alumbrado Producción de calor Robótica y máquinas CNC Señales luminosas Uso doméstico Uso en la industria Uso en el transporte

Uso en la medicina Referencias

Tensión: la tensión es la diferencia de potencial entre dos puntos, El voltaje es una magnitud física, con la cual podemos cuantificar o “medir” la diferencia de potencial eléctrico o la tensión eléctrica entre dos puntos, y es medible mediante un aparato llamado voltímetro su unidad es el voltaje (V)

La corriente: o intensidad eléctrica es el flujo de carga eléctrica por unidad de tiempo que recorre un material. 1 Se debe al movimiento de las cargas (normalmente electrones) en el interior del material. Su unidad es el amperio(A)

La potencia: es la relación de paso de energía de un flujo por unidad de tiempo; es decir, la cantidad de energía entregada o absorbida por un elemento en un tiempo determinado. Y su unidad es el vatio (w)

La corriente continua la producen las baterías, las pilas y las dinamos. Entre los extremos de cualquiera de estos generadores se genera una tensión constante que no varía con el tiempo, por ejemplo si la pila es de 12 voltios, todo los receptores que se conecten a la pila estarán siempre a 12 voltios (a no ser que la pila este gastada y tenga menos tensión). Si no tienes claro las magnitudes de tensión e intensidad, te recomendamos que vayas primero al enlace de la parte de abajo sobre las magnitudes eléctricas antes de seguir. Además de estar todos los receptores a la tensión de la pila, al conectar el receptor (una lámpara por ejemplo) la corriente que circula por el circuito es siempre constante (mismo número de electrones), y no varía de dirección de circulación, siempre va en la misma dirección, es por eso que siempre el polo + y el negativo son siempre los mismos.

CORRIENTE ALTERNA: Este tipo de corriente es producida por los alternadores y es la que se genera en las centrales eléctricas. La corriente que usamos en las viviendas es corriente alterna (enchufes).En este tipo de corriente la intensidad varia con el tiempo

(número de electrones), además cambia de sentido de circulación a razón de 50 veces por segundo (frecuencia 50Hz). Según esto también la tensión generada entre los dos bornes (polos) varía con el tiempo en forma de onda sinodal (ver gráfica), no es constante. Veamos cómo es la gráfica de la tensión en corriente alterna.

    

y los tipos de CA son la triangular, la cuadrada y la senoidal

Utilizando el protoboard desarrolle los diferentes circuitos que el instructor lo invita a realizar con el fin de conocer cómo se utiliza la tarjeta de pruebas.

Identificar las características físicas más importantes de un conductor y un aislante. Identificar las características físicas y eléctricas de un sistema eléctrico, mediante el análisis de su estructura, de sus componentes y de las funciones más relevantes que cumplen estos componentes en un circuito.

Las Principales propiedades y características de los materiales conductores son:

1. Conductividad eléctrica (Resistividad eléctrica).2. Coeficiente térmico de resistividad.3. Conductividad térmica.4. Fuerza electromotriz.5. Resistencia mecánica.

Conductividad Eléctrica (Resistividad Eléctrica): La conductividad eléctrica es una propiedad vinculada a la corriente eléctrica que puede fluir por un material cuando este está sometido a un campo eléctrico

El coeficiente térmico de resistividad es una magnitud (o característica) que caracteriza la variación de la resistencia en función de la temperatura

El coeficiente térmico de resistividad es el aumento de resistencia por unidad de resistencia y por grado de variación de temperatura, En los metales, el coeficiente térmico de resistividad es positivo

El elemento tiempo se halla incluido en la unidad de medida de potencia [watt], que es la energía por unidad de tiempo, La conductividad térmica σθ y el gradiente de temperatura ∂T/∂x son los factores que determinan el régimen de transmisión de calor a través de un sólido

Se denomina fuerza termo electromotriz a una fuerza electromotriz que se genera en circuitos formados por dos conductores de distintos materiales a y b cuando los correspondientes puntos de unión 1 y 2 se encuentran a diferentes temperaturas

Resistencia mecánica: Al seleccionar un conductor, además de considerar sus propiedades eléctricas, muchas veces es necesario tener en cuenta la resistencia mecánica del mismo.–Por efecto de una fuerza convenientemente aplicada, un material se alarga. Si se designa con l1 la longitud inicial, y con l2 la longitud final, la diferencia:

Propiedades de los aislantes: Los materiales aislantes tienen la función de evitar el contacto entre las diferentes partes conductoras (aislamiento de la instalación) y proteger a las personas frente a las tensiones eléctricas (aislamiento protector) La mayoría de los no metales son apropiados para esto pues tienen resistividades muy grandes. Esto se debe a la ausencia de electrones libres. Los materiales aislantes deben tener una resistencia muy elevada, requisito del que pueden deducirse las demás características necesarias. Para ello se han normalizado algunos conceptos y se han fijado los procedimientos de medidas. 

3.3.2.1 Consulte e identifique los niveles de tensión y corriente que se trabaja a nivel residencial, comercial e industrial.A nivel industrial se utiliza de 220 a 440 a nivel comercial 220 y a nivel residencial de 110 a 220

3.4 Actividades de transferencia del conocimiento.

Determine la forma como se mide el voltaje, la corriente y la potencia de un sistema eléctrico.

El voltaje se mide en paralelo, la corriente en serie, y la potencia es la multiplicación de la corriente por el voltaje

¿Cómo se conectan los instrumentos para realizar las medidas eléctricas?

El voltímetro en paralelo

Amperímetro en serie

El Multímetro en escala de ohmios en paralelo a la resistencia que se va a hallar