Electricidad básica

77

Click here to load reader

Transcript of Electricidad básica

Page 1: Electricidad básica

CONCEPTO Y FENÓMENOS ELÉCTRICOS BÁSICOS Y MEDIDAS

ELÉCTRICAS

ELECTROTÉCNIA

Luis Miguel GARCÍA GARCÍA-ROLDÁN Departamento de Tecnología

IES Cap de Llevant – MAÓ

Page 2: Electricidad básica

CONCEPTO Y FENÓMENOS ELÉCTRICOS BÁSICOS Y MEDIDAS ELÉCTRICAS Magnitudes eléctricas básicas. Definiciones, unidades y

símbolos: fuerza electromotriz, voltaje, intensidad, densidad de la corriente, potencia, trabajo y energía. Ley de Ohm.

Condensador. Carga y descarga del condensador. Efectos de la corriente eléctrica. Efecto térmico de la

corriente, Ley de Joule. Medidas de magnitudes en corriente continua y

corriente alterna: tensión, intensidad, potencia, resistencia y osciloscopio.

Características de los instrumentos de medida: sensibilidad y precisión. Procedimientos de medida.

2

Page 3: Electricidad básica

ELECTROTÉCNIA

Es una parte de le técnica trata de la aplicación práctica de los fenómenos eléctricos y magnéticos y de las relaciones existentes entre ellos.

3

Page 4: Electricidad básica

NATURALEZA DE LA ELECTRICIDAD

Concepto y fenómenos eléctricos básicos y medidas eléctricas

Page 5: Electricidad básica

5

MOLÉCULAMOLÉCULA

MOLÉCULA es la mínima porción de la materia que conserva las propiedades de un material.

Page 6: Electricidad básica

6

EL ÁTOMO EL ÁTOMO

ÁTOMO es una estructura eléctrica formada por la agrupación de partículas elementales. Es la unidad elemental básica que puede experimentar cambio químico. Diferenciamos dos partes fundamentales: núcleo y corteza

EL ÁTOMO

Los átomos son neutros, tienen el mismo número de protones que de electrones. Un ión es un átomo cargado por exceso o defecto de electrones.

Page 7: Electricidad básica

7

EL ÁTOMO. VARIANTESEL ÁTOMO. VARIANTES

ISÓTOPOS son átomos con el mismo número de protones y distinto de neutrones

ISÓTONOS son átomos con el mismo número de neutrones y distinto de protones

ISÓBAROS son átomos con el mismo número másico

Page 8: Electricidad básica

8

EL ÁTOMO. MODELOS ATÓMICOSEL ÁTOMO. MODELOS ATÓMICOS

Page 9: Electricidad básica

9

EL ÁTOMO. NIVELES ENERGÉTICOSEL ÁTOMO. NIVELES ENERGÉTICOS

La corteza del átomo está formada por niveles energéticos y los electrones son entes corpusculares que pueden ocuparlos. Se producen saltos electrónicos de un nivel inferior a uno superior o viceversa cuando se absorbe o emite energía, respectivamente.

Page 10: Electricidad básica

10

EL ÁTOMO: CARGAS ELECTROSTÁTICAS (I) EL ÁTOMO: CARGAS ELECTROSTÁTICAS (I)

¿Qué ocurre al frotar enérgicamente con un trapo dos barras de vidrio y ebonita, respectivamente, y acercarlas a una bola de plástico?

Page 11: Electricidad básica

11

EL ÁTOMO: CARGAS ELECTROSTÁTICAS (II)EL ÁTOMO: CARGAS ELECTROSTÁTICAS (II) Al frotar enérgicamente dos cuerpos, éstos se atraerán o

repelerán debido a que se habrán electrizado. Habrán adquirido carga eléctrica. En realidad, lo que ocurre es que la energía mecánica del frotamiento se transforma en energía calorífica que es capaz de arrancar los electrones de la última capa de los átomos, que pasan al otro cuerpo quedando cargados uno positivamente (el que pierde electrones) y el otro negativamente (el que gana electrones).

protonesCarga positiv

a

electrones

Carga negati

va

Page 12: Electricidad básica

12

CARGA ELÉCTRICACARGA ELÉCTRICA

CARGA ELÉCTRICA es la cantidad de electricidad que posee un cuerpo, ya sea por ganar o perder electrones; se mide en coulombs (C). Cada coulomb está formado por 6.24x1018 e-.

Por tanto, cada electrón tiene una carga eléctrica de 1.6x10-

19 C.

Page 13: Electricidad básica

13

LEY DE COULOMB (I)LEY DE COULOMB (I)

La fuerza con la que se atraen o repelen dos cargas es directamente proporcional al producto de sus cargas (Q y Q’) e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa (r).

newtonsFr

'QkF 2 Q

adieléctric cte o adpermitividε4π

1k

Page 14: Electricidad básica

14

Dos cargas puntuales de 20μC y -35μC se encuentran en el vacío separadas una distancia de 20cm. ¿Cómo es la fuerza y qué valor tiene? (Cte dieléctrica del vacío k=9x109 Nm2/C2)

LEY DE COULOMB (II)LEY DE COULOMB (II)

N157.5m 0.04

C35·10 C· 20·10C

Nm9·10

rQQ

KF 2

-6-6

2

29

221

___EJERCICIO___

Page 15: Electricidad básica

15

CAMPO ELÉCTRICO (I)CAMPO ELÉCTRICO (I)

El CAMPO ELECTRICO generado por una carga Q es la región del espacio alrededor de ésta en el que se manifiestan las fuerzas de atracción o de repulsión sobre otras cargas que pudieran estar en dicho espacio.

Se representa mediante líneas de fuerza , que corresponden a los caminos que seguiría una carga puntual al ser atraída o repelida por la carga que genera el campo.

Page 16: Electricidad básica

16

CAMPO ELÉCTRICO (II)CAMPO ELÉCTRICO (II)

Page 17: Electricidad básica

17

CAMPO ELÉCTRICO (III)CAMPO ELÉCTRICO (III)

La intensidad de campo eléctrico (E) creado por una carga Q en un punto del espacio es la fuerza eléctrica que actúa sobre una unidad de carga situada en ese punto.

Es una magnitud vectorial y su dirección y sentido son las de la fuerza realizada sobre una carga positiva en ese punto (tangente a las líneas de campo)

2rQ

KQ'F

E

CAMPO ELÉCTRICO

Page 18: Electricidad básica

18

Dos cargas puntuales de 3μC y 4μC se encuentran en el vacío en los puntos (-3,0) y (1,0) respectivamente de un sistema cartesiano. Calcula el vector intensidad de campo en el punto (-1,2) (Cte dieléctrica del vacío k=9x109 Nm2/C2)

CAMPO ELÉCTRICO (IV)CAMPO ELÉCTRICO (IV)___EJERCICIO___

CN

3375m 8

C 3·10CNm

9·10rQ

KE 2

-6

29

21

11

CN

4500m 8

C 4·10-CNm

9·10rQ

E 2

-6

29

22

22 K

CN

562545003375EEE 2221

m2222rr 2221

Page 19: Electricidad básica

19

Dos cargas puntuales de 3μC y -4μC se encuentran en el vacío en los puntos (-3,0) y (1,0) respectivamente de un sistema cartesiano. Calcula el vector intensidad de campo en el punto (-1,2) (Cte dieléctrica del vacío k=9x109 Nm2/C2)

CAMPO ELÉCTRICO (V)CAMPO ELÉCTRICO (V)___EJERCICIO___

Page 20: Electricidad básica

ENERGÍA POTENCIAL ELÉCTRICA

Concepto y fenómenos eléctricos básicos y medidas eléctricas

Page 21: Electricidad básica

21

ENERGÍA POTENCIAL ELÉCTRICAENERGÍA POTENCIAL ELÉCTRICA De la misma forma que tenemos que ejercer trabajo para

desplazar una masa en el interior de un campo gravitatorio y éste se almacena en forma de energía potencial, tenemos que realizar trabajo para desplazar una carga en el interior de un campo eléctrico que se almacenará en forma de ENERGÍA POTENCIAL ELÉCTRICA .

pΔEW

rQ'EEp

La energía potencial eléctrica en un punto es el trabajo que hay que hacer para llevar una carga Q’ desde el infinito hasta dicho punto.

Page 22: Electricidad básica

22

POTENCIAL ELÉCTRICO (I)POTENCIAL ELÉCTRICO (I) El POTENCIAL ELÉCTRICO en un punto A es el trabajo para

vencer las fuerzas del campo eléctrico al llevar una carga Q’ desde el infinito hasta dicho punto.

Es la energía potencial por unidad de una carga. Su unidad es el Voltio (J/C)

voltios][VQ'

EV p

A rQ

KrEVA

Todos los puntos del campo que se encuentran a la misma distancia r de la carga Q que lo crea tienen el mismo potencial y forman una superficie esférica de radio dicha distancia. Es la superficie equipotencial.

Page 23: Electricidad básica

23

POTENCIAL ELÉCTRICO (II)POTENCIAL ELÉCTRICO (II)

Page 24: Electricidad básica

24

Dos cargas puntuales de 20μC y -30μC se encuentran en el vacío a una distancia de 1m del punto A en sentidos opuestos. Calcula el potencial en el punto A (Cte dieléctrica del vacío k=9x109 Nm2/C2)

POTENCIAL ELÉCTRICO (III)POTENCIAL ELÉCTRICO (III)___EJERCICIO___

V180000m 1

C 20·10

C

Nm9·10

r

QKrEV

-6

291

11

V90000270000)(180000VVV 21

V000027m 1

C 30·10-

C

Nm9·10

r

QKrEV

-6

292

22

Page 25: Electricidad básica

25

DIFERENCIA DE POTENCIAL (I)DIFERENCIA DE POTENCIAL (I) La DIFERENCIA DE POTENCIAL entre dos puntos es el trabajo

necesario para llevar una carga Q’ desde el segundo punto hasta el primero. Su unidad es el Voltio (J/C)

voltios][VQ'ΔW-

VV BA

)1/r(1/rQKVV BABA

Page 26: Electricidad básica

26

Calcula la diferencia de potencial entre dos puntos situados a 0.8 y 1.2m respectivamente de una carga de 50μC que se encuentra en el vacío. (Cte dieléctrica del vacío k=9x109 Nm2/C2)

DIFERENCIA DE POTENCIAL (II)DIFERENCIA DE POTENCIAL (II)

___EJERCICIO___

1/1.2m)(1/0.8mC50·10·C

Nm9·10)1/r(1/rQVV 6

2

29

BABA K

V187500VV BA

Page 27: Electricidad básica

CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS DE LOS

MATERIALES

Concepto y fenómenos eléctricos básicos y medidas eléctricas

Page 28: Electricidad básica

CONDUCTORES, SEMICONDUCTORES Y AISLANTES

La disposición electrónica de las últimas capas de los átomos que forman los materiales confieren a éstos diferente capacidad de conducción de la electricidad.

Los materiales conductores permiten el paso de la electricidad• Metalls• Dissolucions

Los materiales semiconductores permiten el paso de la electricidad en determinadas circunstancias• Silicio• GermanioLos materiales aislantes no permiten el paso de la electricidad• Fusta• Ceràmica• Plàstics 28

Page 29: Electricidad básica

MATERIALES CONDUCTORES (I)

Los metales son buenos conductores de la electricidad porque el enlace metálico que une sus átomos genera una estructura cristalina muy rígida con gran cantidad de electrones deslocalizados que pueden recorrer el metal con mucha libertad ya que las fuerzas que los unen a los núcleos son muy débiles. Son los electrones libres.

29

Page 30: Electricidad básica

MATERIALES CONDUCTORES (II)

30

Page 31: Electricidad básica

MATERIALES SEMICONDUCTORES (I)

Son materiales que a bajas temperaturas se comportan como aislantes pero en otras condiciones presentan cierta conductividad eléctrica.

Principales semiconductores: silicio

Germanio

selenio

arseniuro de galio

carburo de silicio

31

Page 32: Electricidad básica

MATERIALES SEMICONDUCTORES (II)

Los materiales semiconductores están formados por átomos de 4 electrones de valencia que mediante enlaces covalentes comparten un electrón con otros cuatro átomos. Conducen en tres situaciones:

Aumento de su temperatura Sometidos a un proceso de dopaje En algunos casos al recibir luz solar directa

SEMICONDUCTORES 32

Page 33: Electricidad básica

MATERIALES AISLANTES

Los materiales aislantes no son capaces de conducir la electricidad por no tener electrones libres en sus átomos; todos sus electrones de valencia se utilizan en los enlaces.

33

Madera, papel

plástico

cerámica

vidrio

Lanas, textil

Page 34: Electricidad básica

CIRCUITO ELÉCTRICO

Concepto y fenómenos eléctricos básicos y medidas eléctricas

Page 35: Electricidad básica

35

CIRCUITO ELÉCTRICOCIRCUITO ELÉCTRICO

Generadores: transforman energía química, mecánica, etc en energía eléctrica (pilas, baterías, dinamos,…)Receptores: transforman la energía eléctrica en otro tipo de energía como mecánica (motores), lumínica (lámparas, luminarias,…), calorífica (aparatos de calefacción y climatización,…), etcConductores: son cualquier sistema material por el que circule la corriente eléctrica ofreciendo una resistencia y diferencia de potencial entre sus extremos inapreciables (cables, pistas,…)Elementos de maniobra o control: gobiernan el funcionamiento del circuito (interruptores, pulsadores, conmutadores,…)

Page 36: Electricidad básica

36

SIMBOLOGÍA ELÉCTRICASIMBOLOGÍA ELÉCTRICA

Page 37: Electricidad básica

CORRIENTE ELÉCTRICA (I)

La CORRIENTE ELÉCTRICA es el movimiento ordenado de electrones a través de un conductor

Cuando Unimos mediante un conductor dos cuerpos, uno cargado positivamente y otro negativamente, se produce una circulación de electrones desde el segundo al primero hasta que los dos cuerpos acaban neutralizándose

37

Page 38: Electricidad básica

CORRIENTE ELÉCTRICA (II)

Lo que ocurre en realidad es que entre los dos cuerpos, positivo y negativo, se establece un campo eléctrico que va desde el positivo al negativo y una diferencia de potencial entre ellos.

Entonces los electrones libres van pasando de átomo a átomo desde el cuerpo negativo al positivo produciendo una corriente eléctrica contraria al campo hasta que los dos cuerpos igualan su potencial.

38

Page 39: Electricidad básica

INTENSIDAD DE CORRIENTE (I)

La INTENSIDAD DE CORIENTE (I) es la cantidad de carga eléctrica que atraviesa la sección transversal de un conductor por unidad de tiempo. Su unidad es el amperio (A).

] A)[amperios(tQ

I

39

Page 40: Electricidad básica

¿Cual es la intensidad de corriente que circulará por un hilo conductor si en 4 minutos circulan 74.88·1019 electrones? (carga del electrón 1.6·10-19C)

0.5A60s·4

C10·1.6··1074.88tQ

I1919

40

INTENSIDAD DE CORRIENTE (II)

___EJERCICIO___

Page 41: Electricidad básica

¿Durante cuánto tiempo tiene que circular una carga eléctrica de 400C para crear una intensidad de corriente de 4A?

¿Qué carga eléctrica pasará por un hilo conductor si circula una corriente de 12A durante 30 minutos? ¿A cuántos electrones equivale esta cantidad de carga? (1C = 6.24·1018 electrones)

Determina el número de electrones que circulan en 25s por la sección de un conductor en el que la intensidad de corriente es 5A (1C = 6.24·1018 electrones)

41

INTENSIDAD DE CORRIENTE (III)

___EJERCICIOS___

Page 42: Electricidad básica

42

TIPOS DE DE CORRIENTE

•Corriente continua

•Corriente alterna sinusoidal

•Corriente alterna pulsante

Page 43: Electricidad básica

GENERADORES (I)

El GENERADOR ELÉCTRICO es el elemento que transforma energía química, mecánica, etc en energía eléctrica (pilas, baterías, dinamos,…) manteniendo la diferencia de potencial.

43

Page 44: Electricidad básica

GENERADORES (II)

Cuanto mayor sea la diferencia de potencial y menor sea la resistencia que ofrece el circuito, mayor será la corriente que circula por sus conductores; como podemos deducir de la LEY DE OHM.

44

Page 45: Electricidad básica

GENERADORES (III)

La FUERZA ELECTROMOTRIZ (FEM) de un generador es el trabajo realizado por éste sobre la unidad de carga que lo atraviesa. Este trabajo es responsable de la tensión o diferencia de potencial que aparece entre sus extremos.

45

] (V) [voltiosQW

(FEM) ε

De hecho, la FEM es responsable del movimiento de cargas en el interior del generador, mientras que la diferencia de potencial es responsable del movimiento de cargas en el circuito.

Sus valores no coinciden debido a las pérdidas en el generador

Page 46: Electricidad básica

GENERADORES (IV)

Existen diversas formas de generar la FEM:

46

Reacciones químicas: en pilas y baterías se produce una reacción química entre el electrolito y sus

electros (Cu y Zn) sumergidos en una disolución, de forma que los electrones se desplazan desde el

electrodo de Cu al electrodo de Zn

Inducción electromagnética: al mover un conductor en el interior de un campo magnético se genera una FEM entre sus extremos y corriente sobre él (Ley de

Faraday)

Efecto piezoeléctrico: algunas sustancias como el cuarzo o la turmalina, proporcionan una diferencia de potencial entre sus extremos al ser sometidas a una

presión o esfuerzo mecánico.

Page 47: Electricidad básica

GENERADORES (V)

Existen diversas formas de generar la FEM:

47

Acción de la luz: una radiación luminosa sobre algunos elementos semiconductores arranca

electrones de sus últimas capas creando entre sus extremos una diferencia de potencial

Efecto de un par termoeléctrico: calentando la unión entre dos elementos como el constatán y el cobre

provocamos que aparezca una diferencia de potencial entre sus extremos (termopar)

Frotación: es el modo de funcionamiento de generadores de Van der Graff y generan tensiones de

millones de voltios

Page 48: Electricidad básica

RECEPTORES

Los RECEPTORES son elementos que transforman energía eléctrica en energía útil

48

Page 49: Electricidad básica

RESISTENCIA ELÉCTRICA (I)

No todos los receptores y conductores ofrecen la misma oposición al paso de corriente eléctrica. Al circular corriente por un conductor, los electrones que la forman chocan entre ellos y con el resto de partículas que forman la red cristalina de éste.

La RESISTENCIA ELÉCTRICA (R) es el grado de oposición que ofrece un material al paso de corriente eléctrica.

49

Page 50: Electricidad básica

RESISTENCIA ELÉCTRICA (II)

Ω] [ohmiosSl

ρR

La resistencia eléctrica depende de tres factores del conductor:

• la sección del conductor (S), que se mide en m2. Cuanto más delgado mayor resistencia.

• la longitud del conductor (l), que se mide en m. A mayor longitud, mayor resistencia

• la naturaleza del conductor, que se expresa mediante una constante llamada resistividad (ρ). Se mide en Ω·m.

50

Page 51: Electricidad básica

RESISTENCIA ELÉCTRICA (III)

51

Page 52: Electricidad básica

RESISTÈNCIA ELÉCTRICA (IV)

¿Qué resistencia tendrá un hilo de cobre de 0.25 mm2 de sección y un km de longitud? (resistividad del Cu 1.67·10-8 Ωm)

66.8Ωm0.25·10

1000mΩm1.67·10

Sl

ρR 26-8

52

___EJERCICIO___

Page 53: Electricidad básica

La resistividad de un material depende de la temperatura, aumentando con ésta según la expresión:

En el cero absoluto de temperatura, la resistividad que presentan algunos metales como el oro, la plata, el platino, el hierro o el cobre es nula. Este fenómeno se conoce como superconductividad.

RESISTENCIA ELÉCTRICA (VI)

C))20ºα(T(1ρρ C20ºT

53

Page 54: Electricidad básica

α es el coeficiente de temperatura del material (ºC-1)

RESISTENCIA ELÉCTRICA (VII)

54

Page 55: Electricidad básica

RESISTÈNCIA ELÉCTRICA (VIII)

¿Qué resistencia tendrá un conductor de cobre de 0.75 mm2 de sección y 10m de longitud a una temperatura de 35ºC? (resistividad del Cu 1.67·10-8 Ωm)

Ω24.0m7.5·10

10mΩm1.82·10

Sl

ρR 27-8

55

___EJERCICIO___

C))20ºC(35ºCº3.9·10(1Ωm1.72·10 C))20ºα(T(1ρρ 13-8C20ºC35º

Ωm1.82·10ρ -8C35º

Page 56: Electricidad básica

Se desea construir una resistencia de 51Ω con un hilo de cobre de 0.4 mm2 de sección. ¿De qué longitud es el hilo que tenemos que utilizar? (resistividad del Cu 1.67·10-8 Ωm)

Calcula la sección, en mm2, que tiene que tener un hilo de cobre de 50m de longitud si sabemos que presenta una resistencia de 85Ω. (resistividad del Cu 1.67·10-8 Ωm)

RESISTÈNCIA ELÈCTRICA (IX)

56

___EJERCICIOS___

Page 57: Electricidad básica

La conductancia (G) es la magnitud inversa a la resistencia; es decir, define la facilidad que tiene un conductor para conducir la corriente eléctrica

Del mismo modo, la conductividad (σ) es el parámetro inverso a la resistividad.

RESISTENCIA ELÉCTRICA (X)

R1

G

57

Page 58: Electricidad básica

LEYES BÁSICAS DEL CIRCUITO ELÉCTRICO

Concepto y fenómenos eléctricos básicos y medidas eléctricas

Page 59: Electricidad básica

59

LEY DE OHM (I)LEY DE OHM (I)

Relaciona la intensidad que recorre un conductor con la diferencia de potencial que existe entre sus extremos a través de la resistencia que éste ofrece.

La intensidad (I) que recorre un conductor directamente proporcional a la diferencia de potencial (V) aplicado e inversamente proporcional a la resistencia que éste ofrece.

RV

I

http://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/applets/Fendt/physesp/leyohm.htm

Page 60: Electricidad básica

60

LEY DE OHM (II)LEY DE OHM (II)

Dado el circuito de la figura, representa la gráfica I=f(V) para valores de V entre 0 y 12V. Calcula la pendiente de la recta obtenida

Varía el valor de la resistencia del circuito anterior haciendo que R=2 y realiza el mismo ejercicio

___EJERCICIOS___

Page 61: Electricidad básica

61

LEY DE OHM (III)LEY DE OHM (III)

La curva característica es la gráfica que relaciona la tensión aplicada con la corriente que circula por el circuito

La resistencia (R) es la pendiente de la curva.

RV

I

Page 62: Electricidad básica

62

LEY DE JOULE (I)LEY DE JOULE (I)

El EFECTO JOULE es el fenómeno consistente en que toda corriente eléctrica circulando por un conductor provoca que éste se caliente generando calor.

Esto ocurre porque los electrones, que viajan a gran velocidad en el interior del conductor, chocan entre sí y con otros electrones y núcleos perdiendo velocidad y por tanto energía cinética; que ceden en forma de calor a los átomos e iones del conductor Se puede relacionar el trabajo que realiza el generador V

para trasladar una carga Q con la intensidad I que genera y la resistencia R del conductor

(J)][juliostRIQVW 2(cal)][caloríastRI24.0q 2

Page 63: Electricidad básica

63

LEY DE JOULE (II)LEY DE JOULE (II)

Una instalación eléctrica está hecha con hilo de cobre de 2mm2 de sección y tiene una longitud de 300m. Calcula la energía que se pierde durante una hora si circula una intensidad de 2 A. (resistividad del Cu 1.67·10-8 Ωm)

___EJERCICIO___

Ω58.2m0.2·10

300mΩm1.67·10

Sl

ρR 26-8

J37152·3600s·(2A)2.58ΩtRIW 22

Page 64: Electricidad básica

64

LEY DE JOULE (III)LEY DE JOULE (III)APLICACIONES

CALEFACCIÓN SECADOR CALENTAR

AGUA PALNCHA PROTECCIÓN

Page 65: Electricidad básica

65

POTENCIA ELÉCTRICA (I)POTENCIA ELÉCTRICA (I)

La POTENCIA ELÉCTRICA es la energía que se genera o se consume por unidad de tiempo.

En ocasiones representa pérdidas por efecto joule (conductores,…) y en ocasiones nos aprovechamos de ella (calefacción, electrodomésticos,…). Se puede calcular la potencia consumida por una carga aplicando la ley de Ohm.

(W)][watiosRV

RIVIP2

2

(W)][watiosVIt

WP

Page 66: Electricidad básica

66

POTENCIA ELÉCTRICA (II)POTENCIA ELÉCTRICA (II)

La potencia en un circuito se mide con un vatímetro, que es la unión de un amperímetro (serie) y un voltímetro (paralelo)

Page 67: Electricidad básica

67

POTENCIA ELÉCTRICA (III)POTENCIA ELÉCTRICA (III)

Se dispone de una estufa eléctrica de 3300W/220V. Calcula el valor de su resistencia interna y la intensidad que circula por ella. Si la estufa funcionara las 24h del día, calcula el importe de energía consumida en el mismo período, sabiendo que el precio del KWh es 0.08€

___EJERCICIO___

€34.61KWh

0.08€KWh79.2·24h3300WPtW

15A220V

3300W

V

PI

14.66Ω15A

220V

I

VR

Page 68: Electricidad básica

EFECTOS DE LA CORRIENTE ELÉCTRICAEfecto calorífico

Efecto magnético

Efecto luminoso

Efecto químico

Efecto fisiológico

68

Page 69: Electricidad básica

INSTRUMENTOS DE MEDIDA

Concepto y fenómenos eléctricos básicos y medidas eléctricas

Page 70: Electricidad básica

INSTRUMENTOS DE MEDIDA

70

ANALÓGICOS

Indican el valor de la medida mediante una aguja que se desplaza

por una escala numerada

DIGITALES

Indican valores de forma directa

mediante dígitos en una pantalla alfanumérica

Page 71: Electricidad básica

INSTRUMENTOS DE MEDIDA: CUALIDADES

71

EXACTITUD: grado de concordancia entre el valor real y el experimental

PRECISIÓN: grado de concordancia entre mediciones sucesivas

FIDELIDAD: si al repetir una medida nos indica siempre el mismo valor

RAPIDEZ: con la que se estabiliza la lectura en el instrumento

SENSIBILIDAD: mínimo valor que podemos medir en una determinada escala

FIABILIDAD: capacidad de funcionamiento sin fallos

Page 72: Electricidad básica

MEDIDA DE MAGNITUDES ELÉCTRICAS

72

AMPERÍMETRO

(intensidad)

VOLTÍMETRO(tensión)

ÓHMETRO(resistencia) VATÍMETRO

(potencia)

POLÍMETROMULTÍMETR

O

Page 73: Electricidad básica

AMPERÍMETRO Y VOLTÍMETRO

73

• Se utiliza para medir la intensidad de corriente. Se conecta en serie

AMPERÍMETRO

• Se utiliza para medir voltaje. Se conecta en paralelo

VOLTÍMETRO

Page 74: Electricidad básica

ÓHMETRO Y MULTÍMETRO

74

• Se utiliza para medir la resistencia eléctrica

ÓMETRO

• Además de corriente, tensión y resistencia mide el correcto funcionamiento de diodos, transistores y condensadoresMULTÍMETR

O

Page 75: Electricidad básica

OSCILOSCOPIO

75

El osciloscopio se utiliza para observar, registrar y medir corrientes y tensiones continuas y alternas. Para ello muestra en un display o pantalla la forma de onda de la señal a medir.

Mediante la base de tiempos y el amplificador vertical podemos ajustar la forma de onda a las dimensiones de la pantalla escalándola y permitiéndonos medir todos sus parámetros: amplitud, frecuencia, periodo, fase, etc.

FUNCIONAMIENTO BÁSICO

Page 76: Electricidad básica

ERRORES EN LA MEDIDA (I)

El error absoluto es la diferencia entre el valor de la medida y el valor real de la magnitud. Pero no es lo mismo cometer un error de 0.3V en una medida de 2V que en otra de 300V.

76

xx E ia

Definimos error relativo como el cociente entre el error absoluto y la medida real expresada en %

xE

E ar

Page 77: Electricidad básica

77

ERRORES EN LA MEDIDA (II)ERRORES EN LA MEDIDA (II)

Al realizar una medida de una tensión se han obtenido los siguientes valores: 2.34V, 2.35V, 2.34V, 2.36V, 2.38V y 2.36V. Calcula los errores absoluto y relativo de la primera medida

___EJERCICIO___

2.335V2.36V)/62.38V2.36V2.34V2.35V(2.34Vx

0.015V2.355V-2.34Vxx E ia

%637.0335.2015.0

xE

E ar

VV