principios de electricidad 1 resaltado
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Para alcanzar el éxito se requiere de tres cosas: voluntad, valor y decisión. (Oly Díaz)
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PRINCIPIOS DE ELECTRICIDADCOMPONENTES BASICOS
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• ElectricidadForma de energía debida a cargas eléctricas estáticas o en movimiento.Proviene del griego “elektron” (ámbar) utilizado por Tales de Mileto para describir el fenómeno observado al frotar una barra de ámbar.
• Componentes del átomoProtones (p+)Electrones (e-)Neutrones (n)
• Corriente eléctricaPasaje de electrones a través de un conductor.Se define como la cantidad de cargas que pasan por un conductor en un segundo.Unidades: Amperio o Ampere (A)1 Amperio = 1 Coulomb/segundo
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Aunque la mayor parte de un átomo es espacio vacío, los átomos están compuestos de
partículas más pequeñas.
Por conveniencia se suele dividir en: núcleo: En el centro, compuesta por los
nucleones (protones y neutrones).
corteza: La parte más externa consistente en una nube de electrones.
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Tipos de corriente eléctrica
Corriente continua (CC o DC): pasaje deelectrones a través de un conductor en unsolo sentido. Ej: pila.
Corriente alterna (AC): pasaje deelectrones a través de un conductor enambos sentidos (un sentido a la vez).Ej: enchufe.
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En la naturaleza hay sustancias que tienen más electrones en la banda de
conducción que otras, esta propiedad se llama CONDUCTIVIDAD.
Estos materiales serán capaces, bajo la acción de fuerzas exteriores, de conducir
la electricidad.
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SE PUEDEN CLASIFICAR LOS MATERIALES EN TRES GRUPOS:
CONDUCTORES AISLANTES SEMICONDUCTORES
Plata Aire Silicio
Cobre Porcelana Galio
Aluminio Plástico Los chips
Poseen un grannúmero de electrones
En la banda deconducción, por lo tanto
tienen facilidad para conducir la corriente
eléctrica.
Los electrones están fuertemente ligados a sus
núcleos, siendo éstos incapaces de desplazarse
por el material y, enconsecuencia conducir.
Bajo condiciones normales se los podría clasificar como malos conductores, pero si seles comunica energía exterior, los electrones podrían saltar de la banda interna a la deconducción, convirtiéndoseen un buen conductor.
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Componentes básicos:
Resistor (Resistencia): componente que seopone al pasaje de la corriente. Genera una "resistencia” a la circulación de electrones.
Capacitor (Condensador): componente que almacena energía eléctrica. Formado por placas conductoras paralelas aisladas entre sí por un material llamado dieléctrico.
Unidades: Faradio (F)
Inductor (Bobina): componente quealmacena energía magnética. Formado poralambre arrollado sobre una forma que puedeser al aire o sobre algún otro material condiferentes propiedades magnéticas.
Unidades: Henrio(Hy)
Unidades: Ohm Ω
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Resistores (Resistencias)
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Capacitores (Condensadores)
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Inductores (Bobinas)
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•Fuentes de tensión:
Fuente de tensión continua (DC)Componente que impone una tensióncontinua a lo que se conecte en sus bornes.
Fuente de tensión alterna (AC)
Componente que impone una tensión alternaa lo que se conecte en sus bornes (ej: 60Hz).
• Interruptor:Componente que interrumpe el paso de laCorriente.
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Ejemplo de circuito eléctrico compuesto por:
• Fuente de tensión continua (V)• Condensador (C)• Resistencia (R)• Interruptor (SW)
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Analogía con circuito hidráulico
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Todo circuito eléctrico o electrónico funciona utilizando tres elementos básicos de la electricidad como la
intensidad de corriente eléctrica, el voltaje y la resistencia.
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LEY DE OHM
La ley de Ohm, así llamada en honor a su descubridor, el físico alemán George Ohm.
Ohm encontró que existe una relación proporcional entre la tensión aplicada a una
resistencia
y la corriente que circula por esa resistencia.
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Dicha relación es: V = I x R
Donde:
V: es la tensión aplicada a la resistencia.
I : es la corriente que circula por la resistencia.
R : es la resistencia al paso de la corriente.
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Observando esta relación podrá notar que:
Para un material dado con cierto valor de resistencia (R), cuando aumenta la tensión(V) aplicada (mayor fuerza
aplicada sobre los electrones), aumenta proporcionalmente
la corriente que circula por él. Esto se debe al aumento de la cantidad y velocidad de
los electrones que atraviesan una sección.
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DADO LO ANTERIOR SE PUEDE DECIR:
Según la ley de Ohm La intensidad de corriente que circula por un circuito
eléctrico, es directamente
proporcional al voltaje o tensión aplicada a dicho
circuito, e inversamente proporcional a la resistencia que ofrece dicho circuito al
paso de la corriente eléctrica.
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ANALIZAR EL CIRCUITO
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Según la ley ohm:
I= V = 15V = 0.03A
R1 500Ω
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De esta formula también se puede obtener las siguientes formulas:
I = V / R o R = V / I
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TENSION
TENSION CONTINUA
Cuando se refiere a Tensión Continua se quiere decir que el valor de tensión no varía a
medida que va pasando el tiempo. Un ejemplo de este tema son las pilas y baterías.
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TENSION ALTERNA
Cuando se hace referencia a una Tensión Alterna se quiere expresar que el valor de la
tensión cambia de un instante de tiempo a otro.
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El ejemplo más cercano de tensión alterna es la del toma-corriente de nuestros hogares.
El grafico determina como varia de positivoa negativo la corriente alterna en trasladarse en el
tiempo.
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POTENCIA ELÉCTRICA
Potencia es la velocidad a la que se consume la energía. Si la energía fuese un líquido, la potencia sería los litros por segundo que vierte el depósito que lo contiene. La potencia se mide en joule por segundo (J/seg) y se representa con la letra “P”.
Un J/seg equivale a 1 watt (W), por tanto, cuando se consume 1 joule de potencia en un segundo, estamos gastando o consumiendo 1 watt de energía eléctrica.
La unidad de medida de la potencia eléctrica “P” es el “watt”, y se representa con la letra “W”.
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Siempre que la tensión provoca movimiento de electrones, se realiza un trabajo al desplazar a los electrones de un punto a otro. La rapidez con que este trabajo se realiza se denomina como POTENCIA ELÉCTRICA.
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Normalmente se analiza la ley de ohm como una relación entre el Voltaje, La corriente y la Resistencia.Una forma más completa de expresar la ley de ohm es incluyendo la fórmula de la potencia eléctrica.
P=V X I V=P/I I=P/V
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Veremos que el voltaje y la intensidad de la corriente que fluye por un circuito eléctrico, son directamente proporcionales a la potencia, es decir, si uno de ellos aumenta o disminuye su valor, la potencia también aumenta o disminuye de forma proporcional. De ahí se deduce que, 1 watt (W) es igual a 1 ampere de corriente ( I ) que fluye por un circuito, multiplicado por 1 volt (V) de tensión o voltaje aplicado, tal como se representa a continuación.
1 watt = 1 volt · 1 ampere
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Veamos, por ejemplo, cuál será la potencia o consumo en watt de una bombilla conectada a una red de energía eléctrica doméstica monofásica de 220 volt, si la corriente que circula por el circuito de la bombilla es de 0,45 ampere.
Sustituyendo los valores en la fórmula 1 tenemos:
P = V · IP = 220 · 0,45P = 100 watt
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Es decir, la potencia de consumo de la bombilla será de 100 W .De igual forma, si queremos hallar la intensidad de la corriente que fluye por la bombilla conociendo su potencia y la tensión o voltaje aplicada al circuito, podemos utilizar la fórmula 2, que vimos al principio. Si realizamos la operación utilizando los mismos datos del ejemplo anterior, tendremos:
De acuerdo con esta fórmula, mientras mayor sea la potencia de un dispositivo o equipo eléctrico conectado a un circuito consumiendo energía eléctrica, mayor será la intensidad de corriente que fluye por dicho circuito, siempre y cuando el valor del voltaje o tensión se mantenga constante.
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FRECUENCIA
Para definir qué es la frecuencia primero se definirá qué es un ciclo.
Un ciclo es el período después del cual la señal (de corriente o tensión, por ejemplo) vuelve
a tener el mismo valor y sentido.
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FRECUENCIA
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Como se puede ver en la figura anterior en la misma se observan los puntos A, B y C los
cuales tienen el mismo valor de tensión, pero solo los puntos A y C tienen el mismo
sentido,en ambos puntos la tensión está creciendo,
mientras que en el punto B la tensión estadisminuyendo.
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Por lo tanto el ciclo se extiende desde el punto A hasta el C.
En estos momentos se está en condiciones de definir frecuencia como la cantidad
de ciclos
que realiza la señal en un segundo.
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La frecuencia se mide en Hertzios [Hz].La tensión de la red domiciliaria es de 60Hz, es decir realiza 60
ciclos en un segundo.
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CIRCUITO SERIE
Un circuito en serie es aquél en que los dispositivos o elementos del circuito están
dispuestos de tal manera que la totalidad de la corriente pasa a través de cada
elemento sin división ni derivación. Cuando en un circuito hay dos o más
resistencias en serie, la resistencia total se calcula sumando los valores de dichas
resistencias.
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CIRCUITO SERIE
V o E es la tensión aplicada a la resistencia. I es la corriente que circula por la resistencia. R es la resistencia al paso de la corriente.
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CIRCUITOS SERIE
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CIRCUITO SERIE
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CIRCUITO PARALELO
En un circuito en paralelo los dispositivos eléctricos, por ejemplo las lámparas incandescentes
o las celdas de una batería, están dispuestos de manera que todos los polos,
electrodos y terminales positivos (+) se unen en un único conductor, y todos los negativos (-) en otro,
de forma que cada unidad se encuentra, en realidad,
en una derivación paralela.
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CIRCUITO PARALELO
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El valor de dos resistencias
iguales en paralelo es igual a la mitad del valor de las resistencias componentes y,
en cada caso, el valor de las resistencias en paralelo es menor que el valor de la
más pequeña de cada una de las resistencias implicadas.
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Resumiendo decimos que: «En un circuito serie la corriente que circula es la misma en
todos los elementos, mientras que en un circuito paralelo la tensión aplicada es igual»
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CORTOCIRCUITO
Un cortocircuito se produce cuando la resistencia de un circuito eléctrico es muy pequeña,
provocando que el valor de la corriente que circula sea excesivamente grande, debido a
esto se puede llegar a producir la rotura de la fuente o la destrucción de los cables.
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• Por ejemplo:• Utilizando la ley de ohm observe el valor de la
corriente:• Para que pueda hacerse una idea de lo grande que
es este valor, es bueno saber que la• corriente que circula por una lámpara común 100 W
(como las de nuestras casas) es de 0.45
• A
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ATENCIÓN:
Una resistencia tan pequeña bien puede ser un cable.
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FUSIBLE
Muchos circuitos eléctricos o electrónicos, contienen fusibles.
El fusible es una llave de seguridad. Si la corriente que recorre el circuito aumenta, por ejemplo
por causa de un cortocircuito, el fusible se calienta y se funde, interrumpiendo así el paso de
la corriente.
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El fusible tiene como finalidad resguardar la integridad del resto de los componentes del circuito.
Básicamente está constituido por un hilo de cobre, dependiendo de la sección de éste, se pueden
fabricar fusibles con valores diferentes de corriente máxima.
Sí tenemos un fusible de 1 A (amperio), éste soportará una corriente de hasta 1 A. Cuando
por cualquier circunstancia la corriente sea mayor a 1 A, el mismo se cortará.
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CONTINUIDAD
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La continuidad eléctrica de un sistema es la aptitud de éste a conducir la corriente eléctrica.
Cada sistema es caracterizado por su resistencia R.Si R = 0 Ω: el sistema es un conductor perfecto.
Si R es infinito: el sistema es un aislante perfecto.Cuanto menor es la resistencia de un sistema,
mejor es su continuidad eléctrica.
CONTINUIDAD
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El éxito no es el dinero, ni la fama, es hacer bien lo que nos gusta y sentirnos bien con nosotros mismos. (Caspers)