parte 2
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Electrotecnia y Taller de Electricidad Para Procesos Químicos
Escuela Industrial Superior – 4to año – Especialidad : Química
Caída de tensión en las líneas eléctricas
Como todos sabemos, las líneas que transportan la
energía eléctrica están compuestas por conductores
eléctricos de una cierta resistencia que, al ser recorridos
por una corriente eléctrica se calientan y, por lo tanto,
producen una pérdida de potencia. Pues bien, también hay
que pensar que los conductores de las líneas están
conectados en serie con los receptores, y que al ser
recorridos por la corriente se produce una caída de
tensión. De tal forma, que la tensión que llega al receptor
es menor que la que existe al principio de la línea.
Por qué???????...............
Caída de tensión en las líneas eléctricas
PROBLEMA:
Se desea suministrar energía eléctrica a un motor de 10 KW a 230 V. Para ello, se tiende
una línea de cobre de 6 mm2 de sección desde un transformador de distribución situado a
75m. Dato: ρ (cobre) = 0.017 mm2 . Ω / m.
Calcular:
a) La resistencia de la línea
b) Intensidad del circuito
c) Caída de tensión en la línea
d) Potencia perdida en la línea.
Caída de tensión en las líneas eléctricas
a) Para calcular la resistencia de la línea hay que tener en cuenta que la longitud total del
conductor son 75 + 75 = 150 m (conductor de ida + conductor de vuelta).
RL= ρ = 0.017 = 0.43 Ω
Caída de tensión en las líneas eléctricas
b) La intensidad de la línea es:
I = = = 43,48 A
Esta resistencia la podemos
representar como si estuviese
concentrada en un punto de la línea
Caída de tensión en las líneas eléctricas
c) La caída de tensión ΔV la calculamos aplicando la ley de Ohm entre los terminales de la
hipotética resistencia de línea RL cuando es recorrida por la intensidad I.
ΔV = RL. I= 0,43·43,48 = 18,7 V
d) La potencia que se pierde en la línea la calculamos con la expresión:
PL = RL . I2 = 0,43 . 43,482 = 813 W
Leyes de Kirchhoff
Conceptos previos:
❖ Rama: Es un elemento o grupo de elementos
conectados entre dos nudos.
❖ Nudo: es cualquier punto de un circuito donde se
conectan más de dos conductores.
❖ Malla: Todo recorrido cerrado en un circuito.
Leyes de Kirchhoff
Las leyes de Kirchhoff son dos igualdades que se basan en la conservación de la energía y la carga en los
circuitos eléctricos.
1ra Ley de Kirchhoff: Ley de las Corrientes de Kirchhoff
Esta ley es llamada ley de nodos o primera ley de Kirchhoff y es común que se use la sigla LKC para
referirse a esta ley. La ley de corrientes de Kirchhoff nos dice que:
En cualquier nodo, la suma de las corrientes que entran en ese nodo es igual a la suma de las corrientes
que salen. De forma equivalente, la suma de todas las corrientes que pasan por el nodo es igual a cero
Leyes de Kirchhoff
1ra Ley de Kirchhoff: Ley de las Corrientes de Kirchhoff
I3
I5
I1
I2
I4
LKC: En cualquier instante, la suma
algebraica de todas las corrientes
que concurren en un nudo es cero
Leyes de Kirchhoff
2da Ley de Kirchhoff: Ley de las Tensiones o Voltajes de Kirchhoff
Esta ley es llamada también segunda ley de Kirchhoff, ley de lazos de Kirchhoff o ley de mallas de
Kirchhoff (es común que se use la sigla LKV para referirse a esta ley).
En un lazo cerrado, la suma de todas las caídas de tensión es igual a la tensión total suministrada. De
forma equivalente, la suma algebraica de las diferencias de potencial eléctrico en un lazo es igual a
cero.
Leyes de Kirchhoff
2da Ley de Kirchhoff: Ley de las Tensiones o Voltajes de Kirchhoff
LKV: A lo largo de todo camino cerrado o
malla, correspondiente a un circuito eléctrico, la
suma algebraica de todas las diferencias de
potencial es igual a cero.
Convenio
En una resistencia hay una caída de tensión positiva
en el sentido de la corriente (signo positivo)
En una batería hay una caída de tensión positiva
(signo positivo) en el sentido del terminal
negativo al positivo, independientemente del
sentido de la corriente
Leyes de Kirchhoff
En el circuito de la figura se han conectado en paralelo dos baterías de acumuladores que suministran
energía a una lámpara de 10 ohmios. La batería nº 1 produce una f.e.m. E1 = 12 V con una resistencia
interna r1= 0,2 Ω. En la batería nº2, E2 =11 V, r2= 0,1 Ω. Calcular la tensión que aparece en bornes de la
lámpara, así como la intensidad y potencia de la misma. ¿Qué corriente cede cada una de las baterías?
Este problema se puede resolver aplicando adecuadamente las leyes de Kirchhoff
Leyes de Kirchhoff
Caída de Potencial en una malla.
Marcamos con una flecha la f.e.m. del generador (la punta de la
flecha siempre nos indica el potencial positivo). La intensidad que
parte del generador la indicamos con una flecha (sentido
convencional de la corriente) del mismo sentido que la f.e.m.
Marcamos con otra flecha la caída de tensión en el receptor (V = R .
I); para que el terminal positivo de esta caída de tensión quede
situado en la punta de la flecha, su sentido será siempre contrario al
de la intensidad que recorre el mismo.
Aplicando la LKT (2da Ley de Kirchhoff)
E - R . I = 0 lo que efectivamente nos indica que,
E = R . I
Leyes de Kirchhoff
¿Cómo se aplican las Leyes de Kirchhoff para la resolución de circuitos?
★ Paso 1: Fijar el sentido de las intensidades de corriente (sentido convencional,
del borne positivo al borne negativo).
★ Paso 2: Fijar un sentido de recorrido de cada malla por separado.
★ Paso 3: Aplicar la 1ra Ley de Kirchhoff a todos los nudos del circuito excepto a
uno (esto se hace para no escribir ecuaciones repetidas).
★ Paso 4: Aplicar la 2da Ley de Kirchhoff a tantas mallas o circuitos cerrados
como sea necesario para disponer de un sistema que tenga la misma cantidad de
ecuaciones como de incógnitas.
Leyes de Kirchhoff
Resolviendo el circuito anterior:
(Pizarrón)
Trabajo Mecánico
Trabajo Mecánico
Potencia Mecánica
P : Potencia [Watt]
W: Trabajo [Joule]
t : tiempo [seg]
Potencia Mecánica
v = CTE
Recordando……….
Ley de Coulomb
Ley de Coulomb
Recordando……….
Campo eléctrico:
Es la región de influencia de una carga eléctrica.
Se puede medir su efecto por la fuerza que actúa sobre cualquier carga
que se ubique en el.
Recordando……….
Intensidad del Campo eléctrico:
Si tengo una carga puntual o de prueba:
Recordando……….
Potencial en la
Carga de prueba.
Trabajo Eléctrico
Se define al trabajo eléctrico como el trabajo que es necesario realizar para trasladar una carga
entre dos puntos dentro de un campo eléctrico logrando así una diferencia de potencial o
voltaje entre esos dos puntos.
En otras palabras, la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos de un campo eléctrico,
representa el trabajo eléctrico (We) requerido para mover una carga desde un punto al otro, ya
sea en la misma dirección al campo eléctrico o en dirección contraria.
We = q . ΔV = q . E . d Pe = q .
E= campo eléctrico
d = distancia
q= carga
Potencia
eléctrica