electricidad 1 (sango j.)

INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR VIDA NUEVA

INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIORVIDA NUEVAELECTRICIDAD ISANGO J. 3RO D3 OFIMATICA III

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NOCIONES BSICAS DE ELECTRICIDADSimbologa elctricaOrigen de la electricidadFormas de producir electricidadMagnitudes y unidades elctricasCorriente continua (cc)

CIRCUITOS BSICOS EN CORRIENTE CONTINALey de ohmCircuitos elctricos

RESOLUCIN DE CIRCUITOSLeyes de kirchhoffDivisores de voltaje y corrienteSANGO J. 3RO D3 OFIMATICA III

SIMBOLOGA ELCTRICA

SANGO J. 3RO D3 OFIMATICA III

SIMBOLOGA BSICA ELCTRICA

Smbolos de componentes pasivosSmbolos de componentes activosSmbolos de instrumentacinSmbolos bsicos de otros componentes elctricos

Smbolos elctricos bsicos. Para la consulta, el diseo y la interpretacin decomponentes, dispositivos y esquemas de circuitos elctricos.


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SMBOLOS ELCTRICOS DE COMPONENTES PASIVOS


SMBOLOS ELCTRICOS DE COMPONENTES ACTIVOS


SMBOLOS ELCTRICOS DE INSTRUMENTACIN


SMBOLOS BSICOS DE OTROS COMPONENTES ELCTRICOS


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ORIGEN DE LA ELECTRICIDAD


Qu es la electricidad?Dnde la vemos?Dnde est la electricidad?Cmo se genera?Nuestra civilizacin depende de la electricidad Algunos aparatos elctricos de la vida cotidiana...Cmo sera nuestra vida sin electricidad?


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NOSOTROS UTILIZAMOS LA ELECTRICIDAD

Pero ha existido desde el origen del universo. Incluso antes de la formacin de la materia.


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Existen 2 tiposde cargasUn cuerpo est compuesto por muchas cargas.Existen 3 tipos de cuerpos segn su carga elctrica neta.

Positivas (+)Negativa (-)Positivas (+)Negativa (-)Neutro


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+ + + + + + + + + + PositivoNegativoNeutroCargas + = 5Cargas = 2Carga total = +3Cargas + = 2Cargas = 4Carga total = -2Cargas + = 3 Cargas = 3Carga total = 0Cmo saber la carga total de un cuerpo?


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Qu le ocurre a una peineta de plstico que ha sido frotada con el pelo?Si los papeles estn neutros, por qu la peineta atrae a los papeles?Qu es la electroesttica?Qu es la electrodinmica?


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saltan ms electrones de uno al otroPor qu?


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c) Electrizacin por induccinCuerpos neutros se inducen cargasresultado -> cargado negativamentePara qu sirve el electroscopio?


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FORMAS DE PRODUCIR ELECTRICIDAD


La energa elctrica

ESLa ms demandada del mundo industrializado.

DEPENDEMOS DE ELLA PARAEl transporte, las comunicaciones, la alimentacin, el funcionamiento de las oficinas, fbricas y establecimientos de todo tipo.

El bienestar y la calidad de vida en nuestras casas.

NO SE PUEDE ALMACENARA diferencia del carbn o del petrleo, no podemos almacenarla, lo que nos obliga a tener una extensa y compleja red que una el proceso de generacin de esta energa con su consumo, y que permita el abastecimiento de energa elctrica en situaciones de gran demanda.

SE PRODUCE A PARTIRDe las fuentes de energa renovables y no renovables, en diferentes tipos de centrales.

PRESENTA INCONVENIENTESA pesar de ser una energa limpia, su proceso de produccin tiene consecuencias negativas para el medio ambiente.


Cmo son las centrales de produccin de energa elctrica

TRMICA

NUCLEAR

HIDROELCTRICA

GEOTRMICA

SOLAR TRMICA

SOLAR FOTOVOLTAICA

ELICA

MAREMOTRIZ


CENTRALES TRMICAS utilizan de forma general combustibles fsiles, esto es, energas no renovables, como energa primaria; otro inconveniente que presentan es que emiten gases contaminantes a la atmsfera.

Esquema de funcionamiento de una central trmicaCombustible

CalderaVaporAguaGeneradorTransformadorTorre de refrigeracinLnea de transmisin

Turbinas


CENTRALES NUCLEARES funcionan de un modo similar al de una central trmica, pero aqu su combustibles es uranio, que, tras una reaccin nuclear, desprende una gran cantidad de energa. Su ventaja es que no emiten gases contaminantes y producen una energa barata; el inconveniente, la generacin de residuos nucleares letales para los seres vivos.

Esquema de funcionamiento de una central nuclearReactor

VaporBarrasde controlGenerador de vaporEdificiode contencin

AguaGeneradorTransformadorTorre de refrigeracinLnea de transmisin

Turbinas


CENTRALES HIDROELCTRICAS utilizan una energa renovable, ya que el agua almacenada en los embalses, que es la energa primaria, es repuesta por el ciclo hidrolgico natural. Junto con las centrales trmicas y las nucleares, son las ms utilizadas en la actualidad.

Esquema de funcionamiento de una central hidroelctricaCompuertaPresaEmbalseTurbinaGeneradorTransformadorLnea de transmisin


CENTRALES GEOTRMICAS se pueden aprovechar, tan solo, en zonas donde las manifestaciones geotrmicas, como giseres y volcanes, sean ms superficiales; as, su uso est muy poco extendido.

Esquema de funcionamiento de una central geotrmicaLluviaCirculacin de aguaAgua calienteBombasAgua fraBombaGeneradorCondensadorBombaTerreno impermeableTorre de refrigeracinLnea de transmisinTurbinaFuente de calorCambiador de calor


CENTRALES SOLARES TRMICAS constan de un campo de heliostatos, que es una gran superficie cubierta de espejos que concentran la radiacin captada en un receptor, generalmente una torre, en el que se encuentran la turbina y el receptor.Esquema de funcionamiento de una central solar trmica

Central solar de media temperaturaCentral solar de media temperaturaEmplean colectores que concentran la radiacin solar que reciben en un elemento receptor de superficie muy reducida en las que se alcanzan temperaturas de hasta 300 C.En ellas, la radiacin solar incide en un campo de heliostatos (grande espejos) que concentran la radiacin solar en un receptor, generalmente una torre, donde estn la turbina y el generador.ColectoresTanquesde aceiteCalderaVaporTurbinaAlternadorTransformador

ColectorTanquesde sodioCalderaVaporTurbinaAlternadorTransformadorHeliostatosAgua


CENTRALES SOLARES FOTOVOLTAICAS transforman directamente la energa solar en energa elctrica, sin necesidad de que exista ningn elemento mvil, gracias a las clulas fotovoltaicas, que estn fabricadas con silicio. Se utilizan, adems, para suministrar electricidad a satlites y estaciones espaciales.Esquema de funcionamiento de una clula fotoelctrica

Dos capas de silicioContacto metlico superior (+)Contacto metlico inferior (--)Radiacin solar


CENTRALES ELICAS aprovechan la energa del viento para producir electricidad; presenta inconvenientes, como un impacto visual negativo y la interferencia con las rutas de aves migratorias; adems, se ve afectada por las condiciones meteorolgicas.Esquema de funcionamiento de un aerogenerador

Pala del rotor, generalmente construida en fibra de vidrioSoporte o torreGenerador


CENTRALES MAREOMOTRICES aprovechan la energa de las enormes masa de agua en movimiento de los mares y ocanos. En la actualidad solo existe una, en Francia, ya que, a pesar de la ingente cantidad de energa que tiene el agua del mar, su aprovechamiento es muy complicado.Esquema de funcionamiento de una central maremotrizEn la bajamar, el agua almacenada sale hacia fuera, haciendo girar nuevamente las turbinasEn la pleamar, al agua pasa a travs del dique en direccin al ro, moviendo las turbinasEl agua se almacena en el ro, que acta como un pantanoRejilla (filtro)Turbina


Esquema de la red de transporte de energa elctrica

Planta de generacinRed de transporte (200 kV-400 kV)Parquede generacinConsumo industrial (132 kV-12,5 kV)Consumo domstico (220 V-380 V)Subestacinde distribucinCentro de control elctrico


MAGNITUDES Y UNIDADES ELCTRICAS


DIFERENCIA DE POTENCIAL, TENSIN ELCTRICA O VOLTAJEVoltaje: diferencia de potencial (deenerga) generada por una pila ogenerador, que impulsa el movimientode los electrones en un circuito. Elvoltaje se mide en voltios (V).


DIFERENCIA DE POTENCIAL


INTENSIDAD ELCTRICAIntensidad: Nmero electrones quecirculan por unidad de tiempo:I=N/tSe mide en amperios (A), donde un amperioequivale a 6*1018 electrones/segundo.


INTENSIDAD ELECTRICA


POTENCIA ELCTRICAPotencia: La potencia se define como el trabajo realizado por un circuito en la unidad de tiempo. Se mide en vatios (W). P=T/t=V*I


POTENCIA ELCTRICA


Cuadro comparativo de magnitudes elctricasMAGNITUDSIMBOLOUNIDAD SIMBOLORESISTENCIAROHMIOSINTENSIDADIAMPERIOSATENSINEVOLTIOSVPOTENCIAPWATIOSW


CORRIENTE CONTINUA (CC)


CORRIENTE CONTINUA.Es la cantidad de carga que circula por unidad de tiempo.

qI = tSe mide en amperios (A); (1 A = 1 C/s)Se considera una magnitud fundamental, al ser fcilmente mensurable (ampermetros) que se colocan siempre en serie, con lo cual la carga pasa a ser magnitud derivada: q = I t.


Ley de Ohm.cociente entre V de dos puntos de un circuito y la intensidad de corriente que circula por ste es una magnitud constante que recibe el nombre de resistencia elctrica (R). V R = ILa resistencia se mide en ohmios (): (1 = V/A)


Ejemplo: Calcula la resistencia de un conductor si por l circula una corriente de 3 A y entre sus extremos existe una diferencia de potencial de 12 V. VA VB 12 V R = = = 4 I 3 A


CIRCUITOS BSICOS EN CORRIENTE CONTINA

LEY DE OHM


Qu pasa si medimos el voltaje y la corriente que pasa por una resistencia?Georg Simon Ohm (1787-1854) Fsico alemn


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Circuito en seriees una configuracin de conexin en la que los bornes o terminales de los dispositivos se conectan secuencialmente. La terminal de salida de un dispositivo se conecta a la terminal de entrada del dispositivo siguiente.


Circuito en paraleloes una conexin donde los bornes o terminales de entrada de todos los dispositivos conectados coincidan entre s, lo mismo que sus terminales de salida.



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Existe una proporcin directa entre voltaje y corriente!!Qu pasa si variamos la temperatura de la resistencia?


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Cmo expresamos esta relacin matemticamente?= constante = R(ohm)

De qu depende la resistencia?

Qu es la superconductividad?


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Algunas resistividades


Ley de Ohm (Resistencia R )

Vi(t)

Figura 32


Ley de Ohm (Conductancia G )

iv(t)

Figura 33


CIRCUITO ELCTRICO


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Uno de los circuitos elctricos ms simples consiste en cables conductores que llevan corriente elctrica hacia una ampolleta.

A este circuito le podemos agregar un interruptor, hacindolo as un poco ms complejo.

Circuito elctrico simple


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Esquema circuito elctrico simple sin interruptor


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Esquema circuito elctrico simple con interruptor


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Nodo y MallaNodo: Es simplemente un punto de conexin de 2 ms elementos de un circuito

Malla: Es cualquier trayectoria cerrada a travs del circuito, en la cual ningn nodo se encuentran ms de una vez


Ejemplo

M2

M3

M4

M1Ramas:Nodos:Mallas:854


Leyes de InterconexinLCK: Ley de Corriente de Kirchoff Sumatorias de Corriente igual a cero

LVK: Ley de Voltaje de KirchoffLa suma de cualquier cada de voltaje a travs de una trayectoria cerrada es cero


Leyes de Interconexin LCK


Leyes de Interconexin LVK

Figura 42


Circuitos elctricos


LEY DE KIRCHHOFF


La energa se tieneque conservar en uncircuito cerradoCmo se escribe la conservacin para los circuitos en serie y en paralelo?Gustav Robert Kirchhoff Leyes de Kirchoff


Leyes de Kirchoff


Leyes de Kirchoff


DIVISOR DE VOLTAJE Y CORRIENTE


Herramienta para calcular un voltaje ( cada de voltaje) en una resistencia o en un elemento pasivo en un circuito.DIVISOR DE VOLTAJE


CASO PARTICULAR

RECORDAR: En elementos pasivos:

VI (+)Figura 47


CASO MLTIPLES FUENTES (1)Figura 48

Las fuentes de voltaje pueden conectarse en serie sin importar la polaridad, pero estas deben ser reemplazadas por una sola fuente equivalente de la siguiente manera.


CASO MLTIPLES FUENTES (2)

a)b)Si V1 + V3 > V2 Vf=(V1+V3)-V2Si V1 + V3 < V2 Vf=V2-(V1+V3)Figura 48_aFigura 48_bVfVf


EN FORMA GENERAL

Figura 49Figura 49_a


Circuito de un solo par de nodos.Herramienta que sirve para calcular la corriente por cualquier elemento pasivo, en un circuito de 1 solo par de nodos.DIVISOR DE CORRIENTE


DIVISOR DE CORRIENTE (2)Resistencias en paralelo (R1 y R2 estn en Paralelo respecto a cada fuente)

Figura 50

Vf


DIVISOR DE CORRIENTE (3)

En paralelo

Figura 50_a


DIVISOR DE CORRIENTE (4)Reemplazamos (3) en (2)


FUENTES EN PARALELO (1)Mltiples Fuentes en Paralelo

Figura 51Si Si

Figura 51_aFigura 51_b

If

If


FUENTES EN PARALELO (2)En General

Figura 52

+-V


Ejercicio # 4:Hallar IL

Particular

General


Encuentre V=?EJERCICIO # 5


Encuentre V=?

LVK:LCK en N2

LCK en N1

SOLUCION EJERCICIO # 5


electricidad 1 (sango j.)

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