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UCV Electrnica y Electricidad - IV Ciclo Pgina 1 de 9

Profesor: Jorge Lpez M.

1. LA ELECTRICIDAD- COMO SE ORIGINA

La electricidad es la forma de energa ms utilizada por el hombre. Gracias a ella, se

puede hacer que funcionen las lmparas elctricas, las maquinarias, los electrodomsticos,

las herramientas, los ordenadores, etc.

La energa no se crea, est en la naturaleza y se puede transformar para sacar un

rendimiento til. El hombre ha evolucionado en bienestar conforme encontraba utilidades

a la energa; pero el gran salto se consigui al transformar las distintas clases de energas

primarias en electricidad. Un ejemplo: Antes, para poder aprovechar la fuerza del agua de

un ro, se utilizaba la noria y hacer que se moviera la piedra del molino. Esta noria deba

de estar necesariamente en la orilla del ro. La electricidad permite cambiar la noria por un

motor, y colocarlo a muchos kilmetros del ro donde se genera la fuerza necesaria para

moverlo.

Por tanto, el descubrimiento de poder transportar la energa a travs de unos conductores,

es lo que hace que la energa elctrica sea la ms interesante de todas las formas que

aparecen en la naturaleza, unido esto a la posibilidad de almacenamiento en acumuladores

adecuados, la hace que, adems, sea una de las formas ms econmicas en transformarla

en otra clase de energa.

Como se genera esta energa:

El diagrama muestra las fuentes ms utilizadas para generacin de electricidad.

Las centrales elctricas, son fbricas de produccin de Energa elctrica. Donde se

transforma una Energa primaria en Energa elctrica



ENERGA PRIMARIA TIPO DE CENTRAL ELCTRICA

Salto de agua Central hidrulica

Quema de Carbn, Petrleo, gas, etc.

Central trmica

Reaccin de fusin, Fusin de ncleo

atmico Central nuclear

Movimiento del mar Central mareomotriz

Calor recogido de la tierra

Central geotrmica

Calor procedente del Sol Central solar

Luz procedente del sol Central fotovoltaica

Producido por el viento Central elica

Reflexiona: En tu profesin, indica algunos ejemplos en donde se requiere la electricidad

Se ha observado que, cuando un conductor, se desplaza dentro de un campo magntico de

manera que en su movimiento corte las lneas de fuerza del campo, entre sus extremos

aparece una fuerza electromotriz (f.e.m.) inducida durante todo el tiempo que dure este

desplazamiento. Este es el principio de la ley de Faraday:

Se puede observar que, cada vez que se mueva el conductor AC, de la posicin del

observador hacia el fondo, o del fondo hacia el observador, la aguja del Voltmetro indica

que existe tensin; la polaridad de esta tensin cambia cada vez que se modifique el

sentido del desplazamiento dentro del campo magntico.



2. LA CORRIENTE ELCTRICA:

Es el movimiento o flujo de electrones libres a travs de un conductor, debido a la

presencia de un campo elctrico que a su vez es originado por una diferencia de potencial.

Existen dos tipos de corriente:

Corriente contina: Las cargas se desplazan siempre en el mismo sentido, ejemplo : Pilas, bateras.

Corriente alterna: Las cargas se desplazan cambiando peridicamente de sentido, ejemplo: corriente domiciliaria.

INTENSIDAD DE CORRIENTE ELECTRICA (I):

Es una magnitud escalar que nos indica la cantidad de carga que pasa a travs de una

seccin del conductor en la unidad de tiempo

t

qI



Unidades:

Q:Carga elctrica C (Coulomb)

T: Tiempo S (Seg.)

I: Intensidad )Amperio(As

C

Equivalencias:

1mA 10-3

A

1uA 10-6

A

1nA 10-9

A

3. FUERZA ELECTROMOTRIZ - FEM ( ):

El voltaje, tensin o diferencia de potencial es la presin que ejerce una fuente de

suministro de energa elctrica o fuerza electromotriz (fem) sobre las cargas elctricas o

electrones en un circuito elctrico cerrado, para que se establezca el flujo de una corriente

elctrica.

A mayor diferencia de potencial o presin que ejerza una fuente de fem sobre las cargas

elctricas o electrones contenidos en un conductor, mayor ser el voltaje o tensin

existente en el circuito al que corresponda ese conductor.

Es el Potencial Elctrico de un generador o de una fuente. Es la energa por unidad de

carga que se requiere para generar corriente elctrica.

q

W

- + - + Unidades:

FEM V (Voltios)

W Trabajo J (Joules)

Q:Carga elctrica C (Coulomb)

Medir el voltaje es hallar la diferencia de potencial que existe entre dos puntos de una instalacin

elctrica; en la figura se mide la tensin que existe entre los bornes del receptor.

-



El dispositivo que suministra la energa elctrica suficiente para que se produzca una

corriente estacionaria en un conductor se llama fuente de fuerza electromotriz (fem).

Convierte la energa qumica o mecnica en energa elctrica

El voltmetro

Este aparato de medida tiene dos bornes, que se conectan a los dos puntos entre los cuales

se quiere averiguar la diferencia de potencial que existe entre ellos fsicamente el aparato

debe presentar una gran resistencia al paso de la corriente, o lo que es lo mismo. Una

mnima parte de la corriente debe ser suficiente para que se mueva la aguja e indique cual

es la tensin entre los dos puntos que se miden; por ello se construyen con hilo muy fino y

de muchas vueltas.

Fuente de fem ideal: mantiene constante la diferencia de potencial entre sus bornes e igual

a . Fuente de fem real: la diferencia de potencial entre sus bornes disminuye con el aumento

de la corriente.

4. CIRCUITO ELCTRICO:

Es el sistema por donde circula la corriente elctrica, Sus elementos son:

A).- Generador.- Suministra la energa elctrica (bateras, pilas, etc.)

B).- Conductor.- Es el cable o alambre por donde circula la corriente elctrica.

C).- Receptor.- Es la resistencia de cualquier aparato elctrico.

Generador

Conductor

Receptor

i

Conductores

Resistencia

Interruptor

Fuente de Fuerza

Electromotriz



5. RESISTENCIA ELECTRICA (R):

Es la medida de la oposicin que presenta un cuerpo al paso de la corriente elctrica a

travs de l, Su representacin grafica es:

.

.

Unidad: R en OHM ()

a. Ley de Poulliett:

Es la ley experimental que establece que: La resistencia de un conductor es directamente proporcional a su longitud e inversamente proporcional al rea de su

seccin recta.

L

.

A

A

LR

Unidades:

L

Long. del conductor

m

(Metros)

A

Area de la seccin transversal

m2

(Metros cuadr)

Coef. de resistividad del material m

(Ohmxmetro)

R

Resistencia

Ohmios

A veces se utiliza el inverso de la RESISTIVIDAD, al que se le llama

CONDUCTIVIDAD

1

6. LEY DE OHM:

Si entre los extremos de un conductor se presenta una diferencia de potencial, fluir una

corriente elctrica del extremo de mayor potencial al de menor potencial y cuya intensidad

ser directamente proporcional al voltaje e inversamente proporcional a la resistencia del

conductor.



V

I

R.IVR

VI

Unidades:

I

Intensidad

A

(Amperio)

R

Resistencia

(Ohmios)

V

Voltaje

V

(Voltios)

7. ENERGIA ELECTRICA (E):

La cantidad de energa (E) que se extrae de una resistencia en un tiempo t viene dado por:

tR

VRtIVItE

22

Unidades:

E

energa

elctrica

J

(Joules)

8. POTENCIA ELECTRICA (P):

Es la rapidez con la cual se realiza un trabajo

t

EP

Reemplazando se tiene:

R

VRIVIP

22

Unidades:

P

Potencia

elctrica

W

(Watts o

Vatios)



APLICACIONES:

1. Si a travs de la seccin transversal de un conductor pasan 50000 Coulomb,

cada hora, entonces la intensidad de

corriente elctrica es de:

2. Una corriente elctrica de 0.5A fluye por la seccin de un conductor. La

carga que fluye por dicha seccin en un

minuto ser:

3. A travs de un conductor la intensidad de corriente en dependencia con el

tiempo viene dada por el siguiente

grfico. Cul es la carga que pasa por

una seccin recta del conductor en los

8 primeros segundos de la circulacin?

4. En un calentador elctrico ordinario, la corriente es de 5A Qu cantidad de

carga pasa por dicho calentador en 12

minutos?

5. Un filamento de Tungsteno de 1mm2 de seccin transversal y 0.4m de

longitud tiene una resistencia de 0.022

Ohmios. Halle su resistividad elctrica.

6. Un conductor tiene una longitud de 20Km, su seccin es de 6mm

2, si su

resistividad es de 1,72x10-8

m. determinar su resistencia elctrica.

7. Se puede afirmar que la resistencia elctrica de un conductor es:

a) Proporcional a su longitud transversal

b) Inversamente proporcional a su longitud

c) Proporcional a su longitud d) Proporcional a la corriente que

circula por el

e) Inversamente proporcional a su masa

8. Cul es la resistencia elctrica de un alambre de cobre de 1000m de longitud

y 1mm2 de seccin transversal

uniforme. (Resistividad del

cobre=1.6x10-8.m)

9. Cual debe ser la longitud de un alambre de aluminio de 1mm

2 de

seccin transversal para que tenga una

resistencia de 2.6 Ohmios (Resistividad

del aluminio es 2.6x10-8.m )

10. El conductor mostrado es de plata

(Resistividad = 1.64x10-8.m) ,

estando sus dimensiones en metros.

Cul es la resistencia entre los puntos

A y B?

A B

100

10-20.

02

11. El embobinado de un motor elctrico es de cobre. Si su resistencia antes de

empezar a trabajar es de 80 y despus de trabajar 6 horas continuas su

resistencia es de 120. Determinar el incremento de temperatura en el

embobinado (T=4x10-3

/OC)

12. Encontrar la resistencia elctrica de un conductor, por el cual circula una

corriente de 20A y la diferencia de

potencial entre sus extremos es de

220V

13. Una secadora de cabello consume 3.5A de una fuente de 220V. Cul es la

potencia consumida?

a) 759W b) 770W c) 250W

d) 876W e) 254W

14. Un alambre cilndrico de 1000m de longitud, tiene una resistencia de 0.01

Ohmios por metro lineal de longitud.

Si los extremos del alambre se

encuentran a una diferencia de

potencial de 10V, la corriente que

I(A)

6

O 8 t(s

)



circula por el alambre es ___________

15. Calcular la resistencia elctrica de una tostadora elctrica casera, sabiendo que

su potencia es de 550W

16. Un tcnico al reparar un televisor lee las siguientes especificaciones:

AC220V, 66Watt, entonces la corriente

que utiliza este aparato es de:

17. Determinar la energa necesaria para encender una lmpara de 4000 Ohmios

de resistencia con una corriente de 5A

durante 10minutos.

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