Fundamento de los sistemas eléctricos 1

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  • 7/25/2019 Fundamento de los sistemas elctricos 1

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    Fundamentos de losSistemas Elctricos

    Generalidades del Curso

    GENERALIDADES

    Este curso presenta al estudiante los fundamentos de los sistemaselctricos y electrnicos bsicos necesarios para que un tcnicopueda diagnosticar y reparar en forma correcta los sistemas elctricoscomplejos instalados en las mquinas Caterpillar. Este curso noensea los sistemas especficos de la mquina, a menos que seindique de otro modo en la descripcin de la leccin.

    Para el desarrollo del plan de estudios del curso se usarn el materialde referencia y las herramientas indicados en las pginas siguientes.

    2003 Caterpillar Inc.Revisin: 30 de noviembre, 2002 Propiedad de Caterpillar Inc.

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    NOTAS

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    Fundamentos de los

    Sistemas Elctricos

    UNIDAD 1: Introduccin a la electricidad

    Leccin 1: Cmo funciona la electricidad

    Leccin 2: Magnetismo

    UNIDAD 2: Circuitos elctricos

    Leccin 1: Ley de Ohm

    Leccin 2: Teora de los circuitos elctricos bsicos

    Leccin 3: Multmetro digital

    Leccin 4: Mediciones de los circuitos elctricos

    Leccin 5: Fallas de los circuitos elctricos

    UNIDAD 3: Componentes elctricos y smbolos

    Leccin 1: Componentes elctricos bsicos

    Leccin 2 : Componentes elctricos de estado slido

    Leccin 3: Diagramas elctricos

    UNIDAD 4: Sistemas elctricos de la mquina

    Leccin 1: Batera

    Leccin 2: Sistema de carga

    Leccin 3: Sistema de arranque

    Contenido

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    NOTAS

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    Fundamentos de losSistemas Elctricos

    Desarrollo del Curso

    Descripcin

    1. Curso sobre los sistemas elctricos bsicos

    2. Nmero del curso ___________3. Requisito: Ninguno

    4. Cuatro horas de lectura y seis horas de prcticas de taller porsemana

    5. Crdito: Tres horas semestrales

    Mtodos de presentacin

    1. Conferencia y debate

    2. Demostraciones

    3. Ejercicios de respaldo y hojas de trabajo de las prcticas detaller

    Evaluacin sugerida para calificar los logros del estudiante

    1. Exmenes de las unidades:______%

    2. Hojas de trabajo de las prcticas de taller:______%

    3. Examen final:______%

    4. Participacin en clase y en las prcticas de taller:_______%

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    NOTAS

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    Fundamentos de losSistemas Elctricos

    Objetivos

    Al terminar este curso, el estudiante tendr conocimiento prctico dela teora elctrica bsica, de los componentes elctricos y de lossistemas elctricos bsicos. Usando los diagramas elctricos

    Caterpillar, el equipo de prueba y otras publicaciones de referencia,el estudiante podr probar la operacin de los sistemas de la mquinaCaterpillar. El estudiante tambin podr localizar y solucionarproblemas, lo mismo que diagnosticar y reparar los componentes ylos sistemas elctricos.

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    NOTAS

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    Fundamentos de losSistemas Elctricos

    Material de Referencia

    Los materiales de referencia indicado a continuacin debe estardisponible antes de iniciar el curso.

    Publicaciones de servicio

    Uso del grupo de herramientas para conectores VE SEHS8038Uso del juego de conectores Sure Seal 6V3000 SMHS7531Uso de herramientas para los conectores CE/VE SEHS9065Servicio de los conectores Deutsch SEHS9615Procedimientos para el servicio de la batera SSHS7633Tablas de regmenes/duracin de carga de la batera SEHS9014Probador de carga de la batera 4C4911 SEHS9249Sistemas de arranque y carga para mquinas equipadascon conectores de diagnstico SSNR2947Grupo soldador en campo 9U7560 NEHS0601Manual de servicio de bateras SEBD0625

    Videos

    Mantenimiento bsico de cables elctricos SSVN3197Cmo probar una batera CAT SEVN1590Prueba del alternador del motor SEVN1591Prueba del motor de arranque SEVN1592Uso del multmetro digital 9U7330 SSVN3198Analizador de sistemas de arranque y carga 6V2150 SEVN9165

    Varios

    Artculos de Informacin Tcnica: 3/27/89, 3/28/90, 5/4/87, 3/27/89 y6/28/88Multmetro digital Fluke 87--Manual del usuario--N/P 834192

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    NOTAS

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    Fundamentos de losSistemas Elctricos

    Herramientas

    Los ejercicios y las prcticas de taller de este curso requieren el uso delas siguientes herramientas:

    Brjula/limaduras de hierro/lmina de vidrio/imn

    9U7330 Multmetro digital o equivalente

    7X1710 Grupo de sondas del multmetro

    6V3000 Juego de reparacin de conectores Sure-Seal

    6V3001 Herramienta rebordeadora

    6V3008 Herramienta de insercin

    4C3406 Juego de conectores Deutsch

    9U7246 Juego de conectores Deutsch

    1U5804 Tenaza rebordeadora para conectores Deutsch

    9U7560 Grupo soldador de campo (optativo)4C9024 Grupo de batera (optativo)

    4C4075 Herramienta rebordeadora manual

    8T9170 Grupo de componentes elctricos (si estn disponibles)

    Equipo de capacitacin en circuitos elctricos, modelo 18002 (A Tech)

    1U7297 Probador de batera

    1278087 Analizador de batera

    4C4911 Probador de carga de la batera6V2150 Analizador de arranque/carga

    8T0900 (9U5795) Ampermetro de insercin CA/CC

    155-5176 (9U5795) Probador de corriente CA/CC

    Frasco pequeo de alcohol desnaturalizado

    Estacin de soldadura, soldadura y herramienta para desoldar

    Mazo de cables con fallas incorporadas

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    NOTAS

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    El equipo de capacitacin en circuitos elctricos empleado en este

    curso fue desarrollado por la compaa ATech y puede pedirsedirectamente en:

    ATech

    Automotive Technology, Inc.

    P.O. Box 297

    12290 Chandler Drive

    Walton, KY 41094

    Contacto: Patty Prather, Ventas y Mercadeo

    Telfono: 859-485-7229Fax: 859-485-7299

    E-mail: [email protected]

    No. de pedido ATech: 18002 CAT

    Precio aproximado: US$ 2.050,00

    Fundamentos de los

    Sistemas Elctricos

    Equipo de Capacitacin

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    Incluye lo siguiente:1 Tablero con suministro de potencia de 7 amperios1 Submontaje C - Bombilla indicadora

    1 Submontaje D - Resistor1 Submontaje E - 3 Resistores1 Submontaje G - 4 Resistores1 Submontaje H - 3 Resistores3 Submontajes I - Bombilla de doble filamento1 Submontaje L - Condensador electroltico1 Submontaje M -2 Diodos luminiscentes1 Submontaje O - Diodo luminiscente1 Submontaje P - Transistor1 Submontaje Q - Potencimetro10 Tableros adicionales de submontaje + receptculos separados

    (para montar las piezas)

    Piezas adicionales usadas en los equipos de capacitacin en circuitoselctricos pero adquiridas a travs de otros proveedores (use lossubmontajes adicionales de ATech para las piezas de montaje).

    Radio Shack -- 1 Diodo. Nmero de pieza 276-1143Portafusible en lnea--1 con fusible de 5 amperios

    Piezas Caterpillar: Costo aproximado US$ 200,00 netos del

    distribuidor

    1 3E-6328 Alarma de proteccin1 3E-9362 Rel1 7N-8532 Emisor de temperatura1 7T-4848 Luz intermitente1 106-6567 Conjunto de interruptor1 106-6570 Conjunto de interruptor1 109-2346 Conjunto de interruptor1 137-7579 Sensor TPS

    NOTA: Monte las piezas adicionales en los submontajes extrasadquiridos de ATech.

    Equipo de Capacitacin (continuacin)

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    UNIDAD 1Introduccin a la Electricidad

    Introduccin

    Esta unidad describe cmo se relaciona la electricidad con la teoraatmica bsica, cmo se origina y se mueve la electricidad, y cmose relaciona el magnetismo con la produccin y uso de laelectricidad.

    Objetivos

    Al completar esta unidad, el estudiante podr explicar cmo funcionala electricidad y el magnetismo.

    Material de referencia

    Ninguno

    Herramientas

    Equipo de capacitacin en circuitos elctricos, modelo 18002 (A Tech)

    Brjula/limaduras de hierro/lmina de vidrio/imn

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    NOTAS

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    Leccin 1: Cmo Funciona la Electricidad

    Introduccin

    Qu es la electricidad? Decimos que las linternas, los taladroselctricos, los motores, etc., son componentes "elctricos". Sinembargo, frecuentemente nos referimos a los computadores,televisores, etc., como componentes "electrnicos". Cul es ladiferencia?

    Cualquier componente que funcione con electricidad es undispositivo elctrico, incluyendo las linternas y los taladroselctricos, pero no todos los componentes elctricos son electrnicos.El trmino electrnico se refiere a dispositivos con semiconductores,y se conocen como "dispositivos electrnicos", que dependen, parasu operacin, de un flujo de electrones.

    ObjetivosAl terminar esta leccin, el estudiante podr entender y demostrar lateora elctrica seleccionando las respuestas correctas a preguntasbsicas en un examen de escogencia mltiple.

    Material de referencia

    Ninguno

    Herramientas

    Ninguna

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    Para entender mejor el funcionamiento de la electricidad, es necesariotener un conocimiento bsico de la estructura atmica fundamental de

    la materia. La materia tiene masa y ocupa espacio. La materia tomavarias formas o estados, tales como slido, lquido y gaseoso. Estecurso suministrar al tcnico Caterpillar la comprensin mnima delos principios tericos necesarios que sirvan de base para estudiar ytrabajar con circuitos y componentes elctricos.

    Materia y elementos

    Definimos la materia como cualquier cosa que ocupa espacio, y que- por accin de la gravedad - tiene peso. La materia consta departculas extremadamente pequeas, agrupadas para formar tomos.Existen en forma natural cerca de cien tomos. Un elemento es la

    agrupacin de tomos de un msmo tipo y se define como unasustancia que por accin qumica no puede descomponerse ms. Lamayora de los elementos se encuentran en la naturaleza, por ejemplo,el cobre, el plomo, el hierro, el oro y la plata. Otros elementos(aproximadamente 14) se han producido en el laboratorio. Loselementos pueden transformarse en otros slo por accin de unareaccin atmica o nuclear. Sin embargo, la combinacin deelementos produce la gran cantidad de compuestos comunes anosotros todos los das. El tomo es la partcula ms pequea de unelemento, que conserva las caractersticas del elemento. La palabratomo es de origen griego y significa partcula demasiado pequeapara dividirse ms.

    tomos

    Aunque nadie ha visto un tomo, es una estructura ideal que se ajustaa la evidencia experimental que se ha medido con exactitud. Se handeterminado el tamao y la carga elctrica de las partculas invisiblesde un tomo por el grado de desviacin que experimenta cuando seaplican al tomo fuerzas conocidas. El modelo Atmico actual, elcual se representa con el ncleo en el centro, fue propuesto por NielsBohr en 1913. Este modelo tiene una semejanza con nuestro sistemasolar en el que el Sol est en el centro y sus planetas giran a sualrededor.

    Unidad 1 1-1-2 Fundamentos de los Sistemas ElctricosLeccin 1

    Fig. 1.1.1 La comprensin de la electricidad inicia con la materia

    FUNDAMENTFUNDAMENTOSOS

    ELELCTRICOSCTRICOS

    BBSICOSSICOS

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    Unidad 1 1-1-3 Fundamentos de los Sistemas ElctricosLeccin 1

    Fig. 1.1.2 Electrones

    El centro de un tomo se conoce como ncleo y est compuestoprincipalmente por partculas llamadas protones y neutrones. Girando

    alrededor del ncleo hay partculas pequeas llamadas electrones.Estos electrones tienen una masa mucho menor que un protn o unneutrn. Normalmente, un tomo tiene en el ncleo un nmero deprotones e igual nmero de electrones que giran a su alrededor. Elnmero de protones o de electrones presentes en un tomo se llama"nmero atmico". El "peso atmico" de un elemento es el nmerototal de partculas - protones y neutrones - en el ncleo.

    Fig. 1.1.3 Neutrn, protn y electrn

    La figura 1.1.3 muestra la estructura de dos de los tomos mssimples. La figura 1.1.3(a) es un tomo de hidrgeno, y contiene en suncleo un protn en equilibrio con un electrn en su rbita o capa. El

    nmero atmico de un tomo de hidrgeno es 1. La figura 1.1.3(b)muestra un tomo simple de helio, que tiene 2 protones en su ncleo,en equilibrio con 2 electrones en rbita. El nmero atmico del helioes 2 y su peso atmico es 4 (2 protones + 2 neutrones).

    Los cientficos han descubierto otras partculas en el tomo, pero parapropsito de este curso de electricidad bsica, estudiaremos solamentetres partculas: electrones, protones y neutrones. Para un mejorentendimiento de la electricidad bsica usaremos como ejemplo untomo de cobre.

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    Unidad 1 1-1-4 Fundamentos de los Sistemas ElctricosLeccin 1

    La figura 1.1.4 muestra un tomo tpico de cobre. El ncleo deltomo no es ms grande que un electrn. El ncleo del tomo decobre tiene 29 protones (+) y 35 neutrones. Girando alrededor delncleo hay 29 electrones (-). El nmero atmico del tomo de cobrees 29 y su peso atmico es 64. Qu sucede cuando los extremos deun cable de cobre se conectan a una fuente positiva y negativa, porejemplo, a una batera?

    Fig. 1.1.4 Atomo de cobre

    Fig. 1.1.5 Batera

    Un electrn (-) es sacado de la rbita del tomo y es atrado alterminal (+) de la batera. El tomo queda cargado (+), y ahora le

    hace falta un electrn (-). El tomo atraer un electrn del tomovecino. El tomo vecino, a su vez, atrae un electrn del tomosiguiente, y as sucesivamente hasta que el ltimo tomo de cobrerecibe un electrn del terminal negativo de la batera.

    El resultado de esta reaccin en cadena es un movimiento deelectrones del terminal negativo al terminal positivo del conductor.El flujo de electrones contina todo el tiempo que las cargaspositivas y negativas de la batera se mantengan en cada extremo delconductor.

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    Unidad 1 1-1-5 Fundamentos de los Sistemas ElctricosLeccin 1

    Fig. 1.1.6 Fuerza entre cargas

    As, existen dos clases de carga elctrica. Se determin que losprotones transportan la carga positiva (+) y los electrones la carganegativa (-). El neutrn, como su nombre lo indica, es una carganeutra. La direccin de la electricidad basada en el tipo de carga sellama "polaridad". Esto nos lleva a definir la ley bsica de laelectrosttica: cargas elctricas DIFERENTES se atraen, mientras quecargas elctricas IGUALES se repelen.

    Energa elctrica

    Hay dos tipos de fuerzas que trabajan en cada tomo. Encircunstancias normales, esas dos fuerzas estn en equilibrio. Losprotones y los electrones ejercen fuerzas entre s, adems de lasfuerzas gravitacionales o centrfugas. Se ha determinado que ademsde la masa, los electrones y los protones transportan una cargaelctrica, a la que se atribuyen esas fuerzas adicionales. Sin embargo,las fuerzas actan de modo diferente. En la fuerza entre dos masas, lafuerza gravitacional siempre es una "atraccin", mientras que lasfuerzas elctricas se atraen y se repelen. Los protones y loselectrones se atraen entre s, mientras los protones ejercen fuerzas derepulsin en otros protones y los electrones ejercen fuerzas derepulsin en otros electrones.

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    Unidad 1 1-1-6 Fundamentos de los Sistemas ElctricosLeccin 1

    Fig. 1.1.7 Campo electrosttico entre dos cuerpos cargados

    Diferencia de potencial

    Gracias a la fuerza de su campo electrosttico, una carga elctricatiene la capacidad de realizar un trabajo al mover otra carga elctricapor atraccin o por repulsin.

    A esta capacidad de atraer o repeler cargas elctricas se llamapotencial. Cuando las cargas no son iguales, habr una diferenciade potencial entre ellas.

    Cargas y electrosttica

    La atraccin o la repulsin de cuerpos cargados elctricamente sedebe a una fuerza invisible que se encuentra alrededor del cuerpocargado, llamada campo electrosttico. La figura 1.1.7 muestra lafuerza entre partculas cargadas elctricamente como lneaselectrostticas imaginarias que van de la carga negativa a la cargapositiva.

    Cuando dos cargas iguales se sitan una cerca de otra, las lneas defuerza se repelen entre s, como se muestra en la figura de abajo.

    Fig. 1.1.8 Campo electrosttico entre dos partculas cargadas negativamente

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    Unidad 1 1-1-7 Fundamentos de los Sistemas ElctricosLeccin 1

    La diferencia de la suma del potencial de todas las cargas del campoelectrosttico se conoce como fuerza electromotriz (EMF). La unidadbsica de la diferencia de potencial es el "voltio" (V), llamada as enhonor de Alessandro Volta, cientfico italiano inventor de la "pila

    voltaica", la primera pila seca. El smbolo para potencial es la letraV e indica la capacidad de realizar el trabajo necesario que obliguea los electrones a moverse. Debido a que se usa la unidad voltio, ladiferencia de potencial se llama "voltaje".

    Hay varias formas de producir voltaje, incluyendo friccin, calor,reaccin qumica e induccin electromagntica. La atraccin depedazos pequeos de papel por un peine que ha sido frotado con unpao de lana es un ejemplo de voltaje producido por friccin. Lafotocelda de una calculadora sera un ejemplo de voltaje producidopor energa solar.

    Culombio

    Se hizo necesario desarrollar una unidad de medida para la cargaelctrica. Un cientfico llamado Charles Coulomb investig las leyesde la fuerza entre los cuerpos cargados y adopt una unidad demedida llamada "culombio". Escrita en notacin cientfica, unculombio es igual a 6,28 x 1018 electrones o protones. En trminosms simples, en un conductor de cobre, un amperio es una corrienteelctrica de 6,28 millones de millones de electrones que cruzan unpunto del conductor en un segundo.

    Corriente

    Las teoras electrostticas que acabamos de ver fueron explicadasponiendo nfasis en las fuerzas entre las cargas. Otra teora quenecesita explicarse es la del "movimiento" en un conductor. Elmovimiento de cargas en un conductor se define como la corrienteelctrica. Un electrn se ver afectado por un campo electrostticodel mismo modo que un cuerpo con carga negativa. El electrn esrepelido por una carga negativa y atrado por una carga positiva. Eldesplazamiento de electrones o movimiento genera una corrienteelctrica.

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    La magnitud o la intensidad de la corriente se mide en "amperios". Elsmbolo de la unidad de medida de la corriente es la letra "A". Elamperio es una medida de la velocidad a la cual se mueve una cargaa travs de un conductor. Un amperio es un culombio de carga que

    pasa por un punto en un segundo.

    Unidad 1 1-1-8 Fundamentos de los Sistemas ElctricosLeccin 1

    Fig. 1.1.9 Flujo de corriente

    Fig. 1.1.10 Corriente electrnica y corriente convencional

    Flujo de electrones frente a flujo convencional

    Hay dos modos de describir un flujo de corriente elctrica en unconductor. Antes de plantearse "la teora atmica" para explicar lacomposicin de la materia, los cientficos definieron la corrientecomo un movimiento de cargas positivas que fluye en un conductordesde un punto de polaridad positiva hasta un punto de polaridadnegativa. Esta conclusin todava se usa ampliamente en algunos

    libros y normas de ingeniera. Algunos ejemplos de cargas positivasen movimiento son las aplicaciones de corriente en lquidos, gases ysemiconductores. Esta teora de flujo de corriente se llama "flujo decorriente convencional".

    Con el planteamiento de la teora atmica para explicar lacomposicin de la materia, se determin que el flujo de corriente atravs de un conductor se basaba en un flujo de electrones (-), ocarga negativa. Por tanto, la corriente de electrones est en sentidoopuesto al de la corriente convencional y se conoce con el nombre de"flujo de corriente electrnica".

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    Unidad 1 1-1-9 Fundamentos de los Sistemas ElctricosLeccin 1

    Aunque pueden usarse ambas teoras, este curso utilizar la teora"convencional", ms popular y que describe la corriente que fluye deuna carga positiva (+) a una carga negativa (-).

    Resistencia

    Georg Simon Ohm descubri que teniendo un voltaje fijo, la cantidadde corriente que fluye a travs de un material depende del tipo dematerial y de sus dimensiones fsicas. En otras palabras, todos losmateriales se oponen en algn grado al flujo de electrones. Estaoposicin se llama "resistencia". Si la resistencia es pequea, elmaterial es un conductor. Si la resistencia es grande, el material es unaislador.

    El ohmio es la unidad de resistencia elctrica y el smbolo pararepresentarlo es la letra griega omega (). Un material tiene una

    resistencia de un ohmio si el potencial de un voltio produce unacorriente de un amperio.

    Es importante recordar que la resistencia elctrica est presente entodos los circuitos elctricos, incluyendo los componentes, los cablesde interconexin y los conectores. Los circuitos elctricos y las leyesrelacionadas se tratarn ms adelante en esta unidad.

    A medida que la resistencia se opone al flujo de corriente, la energaelctrica se transforma en otras energas, tales como calor, luz omovimiento. La resistencia de un conductor est determinada por

    cuatro factores:

    Fig. 1.1.11 Estructura atmica

    1. Estructura atmica (cantidad de electrones libres). Mientras mselectrones libres tenga un material, ser menor la resistenciaque ofrece al flujo de corriente.

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    2. Longitud. Mientras ms largo sea un conductor, ser mayor laresistencia. Si se duplica el valor de la longitud de un cable,como se muestra en la figura 1.1.12(a), el valor de laresistencia se duplica entre los dos extremos.

    3. Ancho (rea seccional transversal). Mientras mayor sea el reaseccional transversal de un conductor, ser menor laresistencia (a mayor dimetro de una tubera, mayor flujo deagua). Si el rea de la seccin transversal se reduce a la mitad,como se muestra en la figura 1.1.12(b), la resistencia paracualquier longitud dada se incrementa en un factor de 4.

    4. Temperatura. En casi todos los materiales, a mayor

    temperatura, mayor resistencia. La grfica de la figura1.1.12(c) muestra la resistencia a medida que la temperaturaaumenta. Tenga en cuenta que hay algunos materiales cuyoefecto es diminuir la resistencia cuando la temperaturaaumenta.

    Unidad 1 1-1-10 Fundamentos de los Sistemas ElctricosLeccin 1

    Fig. 1.1.12 Resistencia

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    Circuitos elctricos y leyes

    Un circuito elctrico es un paso, o un grupo de pasos interconectados,capaces de transportar corrientes elctricas. El circuito elctrico es unpaso cerrado que contiene una fuente o fuentes de voltaje. Hay dostipos bsicos de circuitos elctricos: en serie y en paralelo. Loscircuitos en serie y en paralelo bsicos pueden combinarse paraformar circuitos ms complejos, pero estos circuitos combinadospueden simplificarse y analizarse como circuitos bsicos en serie o enparalelo. Es importante entender las leyes necesarias para analizar ydiagnosticar los circuitos elctricos. Estas son la Ley de Kirchoff y laLey de Ohm.

    Gustav Kirchoff desarroll dos leyes para analizar los circuitos. Estasleyes son:

    1. La Ley de Corriente de Kirchoff (KCL) determina que lasuma algebraica de las corrientes de cualquier unin en uncircuito elctrico es igual a cero. Expresado en forma mssimple, la corriente que entra a una unin es igual a lacorriente que sale de la unin. Nada se pierde.

    2. La Ley de Voltaje de Kirchoff (KVL) determina que la sumaalgebraica de las fuerzas electromotrices y las cadas devoltaje alrededor de cualquier bucle elctrico cerrado es iguala cero. Expresado de otro modo, si partimos de un puntoparticular de un circuito cerrado y damos la vuelta por el

    circuito sumando las diferencias individuales de potencialhasta que todas sean consideradas, cuando lleguemos al puntode inicio, no debera haber voltaje extra.

    Georg Simon Ohm descubri una de las ms importantes leyes de laelectricidad. sta describe la relacin entre tres parmetros elctricos:voltaje, corriente y resistencia. La Ley de Ohm se define como sigue:La corriente de un circuito elctrico es directamente proporcional alvoltaje e inversamente proporcional a la resistencia. La relacinpuede expresarse por la siguiente ecuacin matemtica:

    Corriente = Fuerza electromotrizResistencia

    o, definida en unidades elctricas como:

    I = VoltiosOhmios

    Unidad 1 1-1-11 Fundamentos de los Sistemas ElctricosLeccin 1

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    Unidad 1 1-1-12 Fundamentos de los Sistemas ElctricosLeccin 1

    Cuando usamos ecuaciones matemticas para expresar las relacioneselctricas, las representamos con letras. La resistencia se representacon la letra R o el smbolo omega (). El voltaje o la diferencia depotencial se representa por la letra E o V (fuerza electromotriz). La

    corriente se representa por la letra I (intensidad de carga). Msadelante, veremos cmo usar estas leyes para calcular los valores delos circuitos elctricos.

    Conductores elctricos

    En aplicaciones elctricas, los electrones viajan a lo largo de uncamino llamado conductor o cable. Los electrones se muevenviajando de tomo en tomo. Algunos materiales hacen que loselectrones viajen ms fcilmente y se llaman "buenos conductores".Ejemplos de buenos conductores son la plata, el cobre, el oro, elcromo, el aluminio y el tungsteno. Se dice que un material es un buen

    conductor si tiene gran cantidad de electrones libres. La cantidad depresin elctrica o voltaje que se necesita para mover los electrones atravs de un material depende de la cantidad de electrones libres delmaterial.

    La plata es el mejor conductor, pero su utilizacin se ve limitada porrazn de su alto costo. El oro es un buen conductor, pero no es tanbueno como el cobre. El oro tiene la ventaja de no sufrir corrosincomo el cobre. El aluminio no es tan buen conductor como el cobre,pero es menos costoso y ms liviano.

    La conductividad de un material determina qu tan buen conductores. La figura 1.1.13 indica algunos de los conductores ms comunes ysu conductividad con respecto al cobre.

    Fig.1.1.13 Tabla de conductividad

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    Otros materiales dificultan el movimiento de los electrones y sellaman "aisladores". Un buen aislador mantiene los electronesfuertemente ligados en su rbita. Ejemplos de aisladores son elcaucho, la madera, los plsticos y las cermicas. Tambin es

    importante saber que se puede crear un flujo de corriente elctrica atravs de cualquier material. Si el voltaje aplicado es losuficientemente alto, aun los mejores aisladores permitirn el flujo decorriente. La tabla de la figura 1.1.14 indica algunos de los aisladoresms comunes.

    Unidad 1 1-1-13 Fundamentos de los Sistemas ElctricosLeccin 1

    Fig.1.1.14 Tabla de aisladores ms comunes

    Existen otros elementos que deben considerarse cuando se habla deaisladores. La suciedad y la humedad pueden servir para conducir laelectricidad alrededor de un aislador. Si un aislador est sucio o hay

    humedad presente, puede causar problemas. El aislador no permite elpaso de corriente, pero la suciedad o la humedad pueden proveer unpaso para que los electrones fluyan. Por esto es importante mantenerlimpios los aisladores y las conexiones.

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    Unidad 1 1-1-14 Fundamentos de los Sistemas ElctricosLeccin 1

    La resistencia de un cable puede tambin verse afectada por otrascondiciones, como la corrosin, y deben tenerse en cuenta cuando serealizan mediciones de resistencias.

    Fig. 1.1.15 Clasificacin estndar AWG de cable

    Cables elctricos

    El cable de un circuito elctrico se compone de un conductor y unaislador. Generalmente, el conductor es de cobre y el aislador(cubrimiento externo) es de plstico o de caucho. Los conductores

    pueden ser cables slidos o trenzados. En la mayora de lasaplicaciones de movimiento de tierra, los cables elctricos son decobre trenzado con un aislador plstico que cubre el conductor.

    Hay diferentes clasificaciones de cables. Mientra ms pequeo sea elcable mayor ser su nmero de identificacin. El sistema numrico seconoce como Calibre de Cable Americano (AWG). La siguiente tablade la figura 1.1.15 muestra la clasificacin estndar de cable AWG.

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