prof. augusto roda l. clase 07/06/2021

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Prof. Augusto Roda L. Clase 25/10/2021

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Prof. Augusto Roda L.

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PARTÍCULAS ATÓMICAS

Partículas del átomo

El mismo número de electrones y protones

indica un átomo neutro

Átomo de un metal

Átomo de Mg2+

Capta con facilidad electrones

Átomo de un no metal

Átomo de F-

Pierde con facilidad electrones

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CORRIENTE ELÉCTRICA

La corriente eléctrica es la circulación ordenada de electrones libres a través de un conductor.

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CORRIENTE ELÉCTRICA

La Intensidad de corriente, es la cantidad de carga que circula en la unidad de tiempo. Se designa por la letra I, se mide en Amperios (A)

La Diferencia de potencial, es la fuerza encargada de hacer que se desplacen los electrones a través del conductor. Se designa por la letra V, se mide en Voltios (V)

Los electrones se desplazan de un átomo al siguiente impulsados por la diferencia de potencial en extremos

del conductor.

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CIRCUITO ELÉCTRICO

Un circuito eléctrico es un camino cerrado por el que circulan electrones.

Este camino está formado por un conjunto de elementos conectados mediante cables.

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CIRCUITO ELÉCTRICO

Circuito básico con elemento de control y elemento de protección

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COMPONENTES ELÉCTRICOS

COMPONENTES ELÉCTRICOS

GENERADOR Proporciona la

energía necesaria para que los

electrones se muevan.

RECEPTORES Transforman la

energía procedente del generador en energía útil (luz,

calor, …).

CONDUCTORES Hilos por los que

circula la corriente.

ELEMENTOS DE MANIOBRA Y CONTROL

Permiten o impiden el paso de electrones por el circuito o por una parte del mismo

ELEMENTOS DE PROTECCIÓN

Protegen el resto de elementos del circuito

de sobrecargas, sobretensiones o

derivaciones

PILAS BATERÍAS

BOMBILLAS MOTORES

CABLES PULSADORES INTERRUPTORES CONMUTADORES

FUSIBLES PIAS DIFERENCIAL

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GENERADORES

• Suministran corriente eléctrica al circuito.

Tensión de las pilas más utilizadas

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RECEPTORES

• Transforman la energía procedente del generador en energía útil (luz, calor, movimiento,…).

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CONDUCTORES

• Hilos por los que circula la corriente.

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ELEMENTOS DE MANIOBRA Y CONTROL

• Permiten dirigir y controlar la corriente eléctrica permitiendo o impidiendo el paso de electrones por el circuito o por una parte del mismo.

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ELEMENTOS DE PROTECCIÓN

• Protegen los cables y componentes del circuito: fusibles; magnetotérmicos o PIA (pequeño Interruptor Automático).

• Evitan daños a las personas que los utilizan: diferencial; cable de tierra.

Puedes ver el funcionamiento del diferencial en www.consumer.es

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SÍMBOLOS

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ESQUEMA

Representación gráfica en la que se utilizan los símbolos de los elementos que componen un circuito.

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TIPOS DE CIRCUITOS

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TIPOS DE CIRCUITOS

Circuito completo con protección Circuito serie con lámparas

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TIPOS DE CIRCUITOS

Circuito paralelo con lámparas Circuito mixto con lámparas

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MAGNITUDES ELÉCTRICAS

• TENSIÓN (o VOLTAJE): Energía por unidad de carga que se pone en juego cuando los electrones se mueven entre los extremos de un hilo conductor. Para que exista una corriente eléctrica en un hilo conductor es preciso que se establezca entre sus extremos una diferencia de potencial o voltaje. Se designa por V y se mide en Voltios (V).

• INTENSIDAD: Cantidad de electrones que pasan por un circuito en cada segundo.

Se designa por I y se mide en Amperios (A).

• RESISTENCIA: Oposición que ofrece un circuito al paso de corriente eléctrica.

Se designa por R y se mide en Ohmios (Ω).

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INSTRUMENTOS DE MEDIDA

• VOLTÍMETRO: Se conecta en paralelo con el componente o generador cuya tensión se quiere medir.

• AMPERÍMETRO: Se conecta en serie con el receptor o receptores por los que circula la intensidad que se quiere medir.

• POLÍMETRO: Sirve para medir diferentes magnitudes eléctricas (tensión, intensidad, resistencia, …) en diferentes escalas de medida.

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Medidas eléctricas

Para realizar las medidas de tensión en un circuito

eléctrico utilizamos un voltímetro, la medida de

tensión debemos realizarla siguiendo los siguientes

pasos:

Debemos poner el selector del voltímetro en la

posición de tensión continua o de tensión alterna.

Tenemos que fijar el rango de medida del

instrumento en una escala superior a la de la tensión

que esperamos encontrar entre los puntos de

medida. Si desconocemos el valor de la tensión que

hay que medir, situaremos el selector de rango en la

escala máxima y, con el voltímetro conectado al

circuito, iremos reduciendo el rango hasta obtener la

medida con la máxima resolución.

Si el instrumento de medida dispone de la función de rango de escala automático, es innecesaria la selección

manual del rango de medida. Colocaremos los cables del instrumento en paralelo con los bornes de la fuente

de tensión, del componente o de los puntos del circuito en los que deseemos realizar la medida de tensión.

La figura muestra el procedimiento de medida de la tensión continua existente en los extremos de una

batería (bornes 1 y 2).

Medida de tensión

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Medidas eléctricas

La medida de intensidad la realizamos con

un instrumento llamado amperímetro, o

bien con un polímetro que disponga de esta

función.

Para realizar una medida de poca

intensidad debemos intercalar el

amperímetro en la rama del circuito cuya

intensidad deseamos conocer, es decir, en

serie con los componentes eléctricos de la

rama. La figura muestra el procedimiento

de medida de una corriente continua, de

pequeño valor, en la única rama que posee

el circuito.

Previamente, con el circuito desconectado, hemos abierto el circuito y dispuesto los bornes 1 y 2 para

intercalar el amperímetro. La figura también recoge el símbolo utilizado para representar el amperímetro en

un circuito.

Al igual que con la medida de tensiones, antes de realizar la medida debemos seleccionar el tipo de corriente

que hay que medir (continua o alterna), vigilar la polaridad si se trata de una medición en continua y

seleccionar el rango de escala adecuado

Medida de intensidad

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Medidas eléctricas

Para medir corrientes de elevado valor utilizaremos un instrumento denominado tenaza o pinza

amperométrica este instrumento presenta la ventaja de no requerir abrir el circuito eléctrico para intercalar

el medidor, sino que abraza el conductor por el que circula la corriente que hay que medir y nos muestra

directamente su valor en el visualizador de la figura.

No todas las pinzas amperométricas existentes en el mercado disponen de la función de medida en

corriente continua, por lo que, dependiendo del uso, esta característica se convierte en fundamental a la

hora de adquirirla.

Medida de intensidad

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Medidas eléctricas

Las medidas de potencia en corriente continua las

podemos realizar mediante el uso combinado de

un voltímetro y de un amperímetro, cumpliendo

los procedimientos explicados anteriormente. Así,

el valor de la potencia será, en todo momento, el

producto de la tensión por la intensidad. Sin

embargo, en alterna es frecuente el uso de

instrumentos específicos para la medición de la

potencia, denominados vatímetros.

En la figura mostramos la conexión de un

instrumento denominado pinza vatimétrica para la

medición de la potencia alterna disipada en la

resistencia R2.

La medida de intensidad la realizamos abrazando

el hilo con la pinza y la de tensión conectando los

cables de tensión en paralelo con la resistencia.

El vatímetro realiza el cálculo de la potencia y

muestra su valor en el visualizador.

La figura muestra la medida de la potencia

suministrada por un generador, realizada con un

vatímetro.

Medida de potencia

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Medidas eléctricas

Medida de frecuencia

Actualmente la mayoría de los voltímetros o pinzas amperométricas

permiten realizar la medición de frecuencia de señales (corriente, tensión,

potencia, etc.) alternas.

Para medir la frecuencia debemos conectar el instrumento de forma idéntica a

como lo habíamos hecho para las medidas de tensión, esto es, colocando los

cables en paralelo con el generador o el dispositivo cuya frecuencia deseemos

conocer.

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Medidas eléctricas

Hay parámetros que dependen exclusivamente de las características

intrínsecas de los componentes eléctricos y no de la forma en que éstos

se conectan en el circuito, es el caso de la resistencia. Para conocer su

valor debemos extraer el dispositivo del circuito y medirlo directamente

en los bornes del instrumento adecuado.

Para conocer la resistencia de un dispositivo eléctrico utilizamos un

instrumento al que llamamos óhmetro u ohmímetro, aunque

prácticamente la función de medida de resistencia la incluyen todos los

polímetros.

La figura muestra la medida de la resistencia que presenta un resistor de

valor nominal igual a 100 kΩ. Cuando deseamos medir valores de

resistencia del orden de algún ohmio, es importante reducir la longitud

de los cables o, incluso, insertar el componente en los propios bornes del

instrumento.

La mayoría de los polímetros y medidores de resistencia incluyen la

función de prueba de continuidad, mediante la cual podemos examinar

la integridad de los conductores y las uniones o cortocircuitos existentes

en un circuito eléctrico. Colocando las puntas de los cables en dos

puntos cualesquiera del circuito, el instrumento emite un pitido si la

resistencia existente entre esos puntos es muy reducida.

Hay que destacar que el examen de continuidad siempre debemos

realizarlo con el circuito eléctrico desconectado del generador.

Medida de resistencia

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LEY DE OHM

Ecuación que relaciona la intensidad con la tensión y la resistencia de un circuito. Conociendo dos de estas magnitudes podemos determinar la tercera.

I

VR

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La resistencia es: Donde: R es el valor de la resistencia en ohmios () es la resistividad del materia ( ) L la longitud del elemento (m). S la sección del elemento (mm2).

RESISTIVIDAD

m

mm2

·

Red cristalina de los metales

Se los conoce como conductores

m

mm2

m

mm2

m

mm2

Material

Resistividad ( )

Unidades

Cobre

0,0172

Aluminio

0,0283

Hierro

0,1

Madera

De 108 x 106 a 1.014 x 106

Vidrio

De 1.010 .000.000

m

mm2

m

mm2

Resistividad de algunos materiales

Es una propiedad intrínseca de los materiales

S

LR ·

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RESISTENCIAS

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RESISTENCIAS

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ENERGÍA ELÉCTRICA

Definición Es la energía que consume en un tiempo

determinado, un aparato eléctrico

cualquiera por el que circula un intensidad

‘I’ y cuyo voltaje es ‘V’

E = V · I · t (Julios)

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POTENCIA ELÉCTRICA

Definición Es la capacidad que tiene un receptor

eléctrico cualquiera para transformar

energía en un tiempo determinado.

P = V · I (Watios)

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GENERACIÓN DE ELECTRICIDAD

CENTRAL TÉRMICA DE ANDORRA

PRESA DE BEMPOSTA

(PORTUGAL)

AEROGENERADORES

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TRANSPORTE DE ELECTRICIDAD

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APLICACIONES Y EFECTOS

Efecto electromagnético

El efecto electromagnético se emplea en motores,

transformadores, zumbadores, relés y teléfonos móviles

Efecto Joule

El efecto Joule se emplea en bombillas, estufas, etc.

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ELECTROIMÁN

Es una bobina eléctrica enrollada en torno a una barra alargada de un material ferroso

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MOTOR ELÉCTRICO

• Es una maquina motriz que transforma la energía eléctrica en movimiento

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GENERADOR ELECTROMAGNÉTICO

DINAMO ALTERNADOR

La diferencia más importante consiste en que el alternador

sirve para generar electricidad en corriente alterna,

Mientras que los dinamo generar electricidad en corriente

continua

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OTROS MECANISMOS

ELECTROMAGNÉTICOS

RELÉ

TIMBRE

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PRECAUCIONES CON LA

CORRIENTE ELÉCTRICA

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SEGURIDAD I

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SEGURIDAD II

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LOS PELIGROS DE LA ELECTRICIDAD

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Conecta de forma apropiada los elementos de la columna de la

izquierda con los de la derecha.

EJERCICIO

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www.ac-electric.jimdo.com Electricidad Industrial

U.A.G.R.M Email : [email protected]

Augusto Roda L.

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Buenas tardes