FUNDAMENTOS DE ELECTRICIDAD 1

FRNACY JANETH CARDENAS

TÉCNICO EN SISTEMAS

FICHA 180604

CENTRO DE DISEÑO E INNOVACIÓN TECNOLOGICA INDUSTRIAL

20DEJULIO2011

FUNDAMENTOS DE ELECTRICIDAD 1

FRANCY JANETH CARDENAS

TÉCNICO EN SISTEMAS

FICHA 180604

INGENIERO: EDWIN ALEXANDER GÓMEZ ROBBY

CENTRO DE DISEÑO E INNOVACIÓN TECNOLOGICA INDUSTRIAL

20DE JULIO2011

1. ¿Que es electricidad?

La electricidad es una propiedad física que se manifiesta por atracción o repulsión entre las partes de la materia. Esta propiedad se origina en la existencia de electrones (carga positiva) y protones (carga negativa).

2. ¿Que es electrónica?

Es la rama de la física que estudia el movimiento de los electrones y otras partículas atómicas, cargadas, en el vacío, en una atmósfera con un gas enrarecido o en un semiconductor.

3. Características de la electricidad estática

Indica o se refiere a la electricidad inmóvil.

Se refiere a la acumulación de un exceso de carga eléctrica en una zona con poca

conductividad eléctrica, un aislante, de manera que la acumulación de carga persiste. Los efectos de la electricidad estática son familiares para la mayoría de las personas porque pueden ver, notar e incluso llegar a sentir las chispas de las descargas que se producen cuando el exceso de carga del objeto cargado se pone

cerca de un buen conductor eléctrico (como un conductor conectado a una toma de tierra) u otro objeto con un exceso de carga pero con la polaridad opuesta.

Características de la electricidad dinámica

Este tipo de electricidad que podemos manejar y controlar, de tal modo que produzca determinados efectos.

Existen muchas fuerzas que generan electricidad dinámica, entre ellas:• La energía química a través de todos los tipos de pilas conocidos.• La energía magnética a través de los gigantescos alternadores de una usina

eléctrica, el dínamo de la bicicleta o el microgenerador formado por un micrófono dinámico o la cápsula de tocadiscos magnética.

• La energía térmica que provoca la generación de tensiones eléctricas en dos metales distintos al ser calentados.

• La energía luminosa que en las celdas solares provoca el desprendimiento de electrones. Muy usadas hoy en día en las naves espaciales.

• La energía mecánica que provoca la generación de tensiones en ciertas sustancias llamadas piezoeléctricas; al ser golpeadas violentamente. Se emplean en sistemas de encendido de cocinas, automóviles, encendedores, etc., también en las cápsulas de tocadiscos del tipo cristal o cerámica.

4. ¿Qué es un conductor y qué características debe tener un BUEN conductor?

Un conductor eléctrico es un material que ofrece poca resistencia al paso de la electricidad. Generalmente son aleaciones o compuestos con electrones libres que permiten el movimiento de cargas.

Los mejores conductores eléctricos son los metales y sus aleaciones, aunque existen otros materiales no metálicos que también poseen la propiedad de conducir la electricidad, como el grafito o las disoluciones y soluciones salinas (por ejemplo, el agua de mar) o cualquier material en estado de plasma.

Para el transporte de energía eléctrica, así como para cualquier instalación de uso doméstico o industrial, los mejores conductores son el oro y la plata, pero debido a su elevado precio, los materiales empleados habitualmente son el cobre (en forma de cables de uno o varios hilos), o el aluminio; metal que si bien tiene una conductividad eléctrica del orden del 60% inferior es, sin embargo, un material tres veces más ligero, por lo que su empleo está más indicado en líneas aéreas de transmisión de energía eléctrica en las redes de alta tensión1

5. ¿Qué es un material aislante?

Hace referencia a cualquier material que impide la transmisión de la energía en cualquiera de sus formas: con masa que impide el transporte de energía.

6. ¿A qué se le conoce como Semiconductor?

Un semiconductor es un elemento material cuya conductividad eléctrica puede considerarse situada entre las de un aislante y la de un conductor, considerados en orden creciente

Los semiconductores más conocidos son el silíceo (Si) y el germanio (Ge).

7. Existen dos tipos de corriente eléctrica: Continúa y Alterna.

¿Qué características tiene la corriente continua?

La corriente continua no cambia su magnitud ni su dirección con el tiempo

¿Qué características tiene la corriente alterna?

La característica principal de una corriente alterna es que durante un instante de tiempo un polo es negativo y el otro positivo, mientras que en el instante siguiente las polaridades se invierten tantas veces como ciclos por segundo o hertz posea esa corriente.

8. ¿Qué diferencia hay entre un circuito eléctrico y una instalación eléctrica?

Un circuito eléctrico es un conjunto de elementos que unidos de forma adecuada permiten el paso de electrones.

Está compuesto por:

• GENERADOR o ACUMULADOR. • HILO CONDUCTOR. • RECEPTOR o CONSUMIDOR. • ELEMENTO DE MANIOBRA.

Una instalación eléctrica es uno o varios circuitos eléctricos destinados a un uso específico y que cuentan con los equipos necesarios para asegurar el correcto funcionamiento de ellos y los aparatos eléctricos conectados a los mismos.

9. Haga una gráfica donde explique cómo llega la electricidad a nuestros hogares.

10. ¿Cómo se puede generar un incendio?

-Cortocircuitos debido a cables gastados, enchufes rotos, etc.- Líneas recargadas, que se recalientan por excesivos aparatos eléctricos conectados y/o por gran cantidad de derivaciones en las líneas, sin tomar en cuenta la capacidad eléctrica instalada.- Mal mantenimiento de los equipos eléctricos.

¿Cómo se pueden sobrecargar un circuito eléctrico?

Se dice que en un circuito o instalación hay sobrecarga o está sobrecargada, cuando la suma de la potencia de los aparatos que están a él conectados, es superior a la potencia para la cual está diseñado el circuito de la instalación.

Para evitar tener una sobrecarga eléctrica en el hogar, deben tener en cuenta los siguientes lineamientos:

• Saber cuánto es la capacidad del sistema eléctrico del hogar. Esto servirá para saber, por ejemplo, cuántos equipos podemos enchufar.

• Evitar el uso simultáneo de equipos con un elevado consumo de energía en el mismo circuito eléctrico.

• Tener un sistema eléctrico separado en circuitos independientes ayuda a la eficacia del suministro de energía y menos cortes, ya que si hay una sobrecarga en algún circuito, solo se cortará el circuito afectado sin alterar a los demás.

• Emplear bombillas de bajo consumo y larga duración.

11. Cuando hay un choque eléctrico, ¿Cuál es la cantidad de corriente que puede producir daños severos a una persona?

Efecto fisiopatológico resultante del paso de corriente eléctrica a través del cuerpo humano o de un animal.

12. Mencione algunas de las recomendaciones de SEGURIDAD que se deben tener en cuenta antes de trabajar con circuitos eléctricos.

Nunca trabaje sobre dispositivos energizados, ni asuma a priori que están desconectados. Si necesita trabajar sobre un circuito energizado, utilice siempre herramientas de mango aislado, así como equipos de protección apropiados al ambiente eléctrico en el cual está trabajando.

El calzado que usted use, debe garantizar que sus pies queden perfectamente aislados del piso.

No trabaje en zonas húmedas o mientras usted mismo o su ropa estén húmedos. La humedad reduce la resistencia de la piel y favorece la circulación de corriente eléctrica.

Cortar todas las fuentes en tensión, Bloquear los aparatos de corte, Verificar la ausencia de tensión, poner a tierra y en cortocircuito todas las posibles fuentes de tensión, Delimitar y señalizar la zona de trabajo.

13. ¿Qué es una fuente de voltaje?

Todo dispositivo que crea una diferencia de potencial se conoce como una fuente de voltaje.

14. Existen dos tipos de voltajes: Continuo o directo y Alterno. ¿Qué características tienen?

El voltaje alterno varía primero hacia arriba y luego hacia abajo (de la misma forma en que se comporta la corriente) y nos da una forma de onda llamada: onda senoidal.

El voltaje continuo es aquel cuerpo que mantiene sus características de polaridad en tiempo y por tanto genera la circulación de cargas, siempre en el mismo sentido.

15. La magnitud Frecuencia es medida ¿con qué unidad?, ¿Qué frecuencia tiene la corriente suministrada por las compañías de suministro de corriente eléctrica en Colombia?

La frecuencia se mide en hercios (Hz), en honor a Heinrich Rudolf Hertz. Un

hercio es aquel suceso o fenómeno repetido una vez por segundo.

La corriente su ministrada por las compañías de suministro de corriente eléctrica en Colombia tiene una frecuencia de 60 Hz.

16. ¿Qué es el periodo de una onda? Halle el periodo, teniendo en cuenta la frecuencia trabajada en nuestro país.

El período de una onda es el tiempo transcurrido entre dos puntos equivalentes de la oscilación.

T= 0.166

17. ¿Qué significa el término carga, dentro de un circuito eléctrico?

La carga eléctrica es una propiedad intrínseca de algunas partículas subatómicas (pérdida o ganancia de electrones) que se manifiesta mediante atracciones y repulsiones que determinan las interacciones electromagnéticas entre ellas.

18. ¿Qué es un dispositivo de control? NOMBRE VARIOS

Los circuitos de control son combinaciones de componentes electrónicos que rigen el comportamiento de máquinas industriales o domésticas.

19. ¿Qué es un dispositivo de protección? NOMBRE VARIOS

Son dispositivos encargados de desenergizar un sistema, circuito o artefacto, cuando en ellos se alteran las condiciones normales de funcionamiento. Como su nombre lo indica, estos aparatos protegen las instalaciones para evitar daños mayores que redunden en pérdidas económicas. Algunos de ellos están diseñados para detectar fallas que podrían provocar daños a las personas. Cuando ocurre esta eventualidad, desconectan el circuito.

Entre una gran variedad de dispositivos de protección, los más utilizados son los “Interruptores Termomagnético” o “Disyuntores” y los “Interruptores o Protectores Diferenciales”.

20. ¿Qué es un dispositivo de alambrado? NOMBRE VARIOS

Alambre o cable dúplex paralelo formado por dos conductores de cobre suave, paralelos, con aislamiento individual termoplástico de policloruro de vinilo (PVC) y unidos por una pista del mismo material.

21. ¿Qué es un sistema de puesta a tierra?. ExpliqueUn sistema de puesta a tierra consiste en la conexión de equipos eléctricos y electrónicos a tierra, para evitar que se dañen nuestros equipos en caso de una corriente transitoria peligrosa.

El objetivo de un sistema de puesta a tierra es:. El de brindar seguridad a las personas.. Proteger las instalaciones, equipos y bienes en general, al facilitar y garantizar la correcta operación de los dispositivos de protección.. Establecer la permanencia, de un potencial de referencia, al estabilizar la tensión eléctrica a tierra.

22. ¿Que significa cableado regulado?

El cableado está regulado por estándares internacionales que se encargan de establecer las normas comunes que deben cumplir todos las instalaciones de este tipo. Las reglas y normas están sujetas a normas internacionales.

23. Ley de Ohm definir

La Ley de Ohm

Se trata de una fórmula fundamental del mundo electrónico que permite relacionar la tensión, la corriente y la resistencia. y nos indica que la corriente que circula por un conductor es directamente proporcional a la tensión aplicada en sus extremos, e inversamente proporcional a la resistencia del mismo, esto es:

I=Intensidad V=VoltajeR=Resistencia

24 Como se representa: voltaje, resistencia e intensidad

Resistencia

Voltaje

25 Cuál es el valor de Intensidad si el V=12 y R=22.000Ω I= 12/22000 , I=0.545455

26 Cuál es el valor de la tensión si: I=0.005ª R= 1Ω

V=1*0.005= 0.00527 Cuál es el valor de la resistencia si: V=5v I=0.01ª R=5/0.01=500

28. ¿Cuáles son las unidades de medida del sistema internacional y cómo se representan?

ELECTRICAS

Magnitud Unidad Símbolo

Carga eléctrica Culombio C

Tensión eléctrica Voltio V

Resistencia Ohmio Ω

Conductancia Siemens S

Capacidad Faradio F

Campo eléctrico ( E ) Voltio por metro V . m-1

Desplazamiento eléctrico ( D )Culombio por metro cuadrado

C . m-2

Permitividad Faradio por metro F . m-1

Momento eléctrico Culombio-metro C . m

Flujo magnético Weber Wb

Inductancia Henrio H

Inducción magnética ( B ) Tesla T

Campo magnético ( H ) Amperio por metro A . m-1

Permeabilidad Henrio por metro H . m-1

Momento magnético Amperio-metro cuadrado A . m2

Fuerza magnetomotríz Amperio A

Intensidad de corriente eléctrica Amperio A

29 Circuito serie – paralelo- mixto: definir y presentar un ejemplo de cada uno.

Circuito en seriePara este modo de conexiones se escoge un circuito de corriente continua y así se podrá ver si caída de tensiones y pasos de corriente. En el gráfico, se puede disponer de un circuito en serie es disponer una resistencia detrás de otra, con lo cual se obtendrá puntos muy concretos donde se puede hacer diversos estudios de la caída de tensión y corriente.

Estos puntos son el punto A, anterior a la primera resistencia, el punto B que esta en la primera y la segunda resistencia, el punto C que se encuentra entre la segunda y tercera resistencia y por último el punto D.

Para hacer esta medición se utiliza un polímetro o multímetro, el cual nos dará las mediciones correspondientes de voltaje y amperaje.

Para medir el voltaje o la caída de tensión se hace situando las dos puntas del multímetro y se pondrán en paralelo en el cable del circuito. Para la medición de la corriente se pondrán las puntas del multímetro en serie con cable del circuito.El voltaje total del circuito será la suma total de los voltajes , encontrados en los puntos A,B,C y D; la corriente total es igual en todos los puntos que atraviese, por lo tanto la intensidad total será igual en A,B,C y D.

VT = Voltaje Total VT = V1 +V2 +V3IT = Intensidad Total o Corriente Total IT = I1 + I2 + I3

Un circuito con resistencias en serie se puede simplificar en una sola resistencia. En todos los puntos del circuito en serie la corriente es constante por lo tanto la potencia o trabajo total será la suma de éstos en cada punto del circuito (A,B,C Y D).Los circuitos eléctricos en serie son aplicaciones muy concretas. Nunca se nos ocurrirá conectar las bombillas de nuestra casa en serie, ya que esto supondría un caos a cualquiera de ellas, a excepciónde la última, se fundiría simplemente si apagamos una de ellas.

Se utilizan en las luces brillantes del árbol de navidad, en la iluminación de las autopistas etc.

Circuito ParaleloUn circuito paralelo es aquel que está formado por dos o más pequeños circuitos por se puede los cuales pueden circular la corriente.

Para comprobar observar el gráfico como conectamos tres resistencias en paralelo. Aquí se puede apreciar la intensidad total o corriente total, se divide en i1, i2 e i3, la suma de cada una de éstas nos dará el valor total de la corriente.

Circuito mixtos:Como se puede intuir, este tipo de circuitos son combinaciones de los circuitos tratados anteriormente, de tal forma que podamos obtener una resistencia equivalente realizando, igual que antes, algunos cálculos previos. Una forma fácil de resolverlos es hacer cuentas parciales, es decir, series y paralelos parciales hasta que se obtenga el circuito equivalente más simple que sea posible, para obtener el valor resistivo equilavente al circuito.

Este tipo de circuitos se suele utilizar cuando no disponemos de una resistencia específica, pero que, con la ayuda de otros valores, si nos es posible lograrlo.

30 Haga un cuadro donde indique el nombre, el símbolo y la unidad de medida de las siguientes magnitudes:

. Voltaje

. Corriente

. Resistencia

. Potencia

. Energía

Unidades de medida de energíaLa unidad de energía definida por el Sistema Internacional de Unidades es el julio, que se define como el trabajo realizado por una fuerza de un newton en un desplazamiento de un metro en la dirección de la fuerza, es decir, equivale a multiplicar un Newton por un metro. Existen muchas otras unidades de energía, algunas de ellas en desuso.

NOMBRE SIMBOLO UNIDAD DE MEDIDA

VOLTAJE VLa unidad de medida del voltaje es el voltio (V).

CORRIENTE ALa unidad de medida de la corriente eléctrica es el amperio (A).

RESISTENCIA ΩLa unidad de medida de la resistencia es el ohmio ().

POTENCIA WLa unidad de medida de la potencia es el vatio (W).

NombreAbreviatu

ra Equivalencia en julios

Caloría cal 4,1855

Frigoría fg 4.185,5

Termia th 4.185.500

Kilovatio hora kWh 3.600.000

Caloría grande Cal 4.185,5

Tonelada equivalente de petróleo

Tep 41.840.000.000

Tonelada equivalente de carbón

Tec 29.300.000.000

Tonelada de refrigeración

TR 3,517/h

Electronvoltio eV 1.602176462 × 10-19

British Thermal UnitBTU o BT

u1.055,05585

Caballo de vapor por hora2 CVh 3,777154675 × 10-7

Ergio erg 1 × 10-7

Pie por libra (Foot pound)

ft × lb 1,35581795

Foot-poundal3 ft × pdl 4,214011001 × 10-11