MEDIDAS ELECTRICAS

FUNDAMENTACION TEÓRICA UNIDADES INSTRUMENTOS COMO SE MIDE

FUNDAMENTACION TEÓRICACORRIENTE Y RESISTENCIA

Una inmensa mayoría de las aplicaciones de la electricidad en los dispersos campos de la tecnología tiene que ver con corrientes eléctricas, que es la cantidad del flujo de carga que pasa por alguna región del espacio.

CORRIENTE Y RESISTENCIATenemos como aplicaciones prácticas los encendidos de las bombillas, también pueden existir corrientes fuera de conductores como el caso de un haz de electrones en el tubo de imagen en las pantallas de T.V.

CORRIENTE ELECTRICACuando existe movimiento de cargas de igual signo, se establece una corriente eléctrica. Si el flujo se establece durante un tiempo determinado, podemos definir la corriente como la cantidad de carga que pasa por ese tiempo.

CORRIENTE ELECRICAEcuacionalmente podemos establecer:

I= Coulomb/seg = amperios En los conductores metálicos los transportadores de carga son los electrones. En los electrolitos son los electrones y/o los protones.

Corriente eléctricaLa velocidad de los portadores de carga, es una velocidad promedio conocida como velocidad de arrastre.

Corriente eléctricaLa energía transferida por los electrones en su movimiento de zigzag, a los átomos del metal por donde circulan, aumentan la energía vibratoria de los átomos y un correspondiente aumento en la temperatura del conductor.

ResistenciaLas cargas eléctricas se mueven dentro de un conductor, solo si existe un campo dentro de él. Podemos definir la resistencia de una manera práctica. Consideremos que se conectan dos cuerpos de materiales diferentes un conductor y un semiconductor, bajo un mismo potencial (V).

RESISTENCIAPodemos apreciar si se coloca un medidor de corriente (amperímetro), que la corriente en el conductor, medida desde el aparato es mayor que la corriente medida en el semiconductor.

RESISTENCIAPodemos pensar que la resistencia es entonces una oposición que presenta el cuerpo al paso de los electrones.

RESISTENCIAEl símbolo de la resistencia lo podemos graficar de dos formas, para resistencia fija y resistencia variable o reóstato, ver un ejemplo en la plancha de tu casa para elevar o descender la temperatura en las diferentes piezas de planchado, donde la corriente varia de acuerdo con la resistencia que se utilice.

RESISTENCIA CONSTANTE RESISTENCIA VARIABLE

RESISTENCIAEncontramos en la medición de resistencias que la corriente es proporcional al flujo de electrones por el material. De tal manera que: R α 1/ ILo cual nos indica que la resistencia es inversamente proporcional a la corriente.Debemos escribir entonces como ecuación matemática.R=V/I donde Voltios/ Amperios Ohmnios (Ω)

RESISTENCIADebemos escribir entonces como ecuación matemática.R=V/I donde Voltios/ Amperios Ohmnios (Ω)

LEY DE OHM

De la ecuación anterior, podemos escribir V=I.RExpresión más conocida como la ley de Ohm, que solo

es aplicable a conductores metálicos y que nos muestra que en este tipo de conductores la

resistencia es constante.

LEY DE OHMLa gráfica nos ilustra la relación entre las variables.

En los electrolitos, la gráfica nos muestra la diferencia entre estos y los metálicos. Sin embargo la diferencia de potencial se sigue expresando en las mismas condiciones aunque para estos casos solo es eso una diferencia de potencial y no la ley de Ohm.

RESISTIVIDADEs una propiedad de todo material isótropo, es decir en el cual la corriente no pierde sus propiedades eléctricas, sea cual sea la dirección en que se desplace. Tiene relación con conceptos cotidianos que son observables en cualquier resistencia, como son la longitud de la resistencia y el grosor (A) del mismo. Se define como: ρ=R.(A/L) que nos lleva a R= ρ.(L/A)

POTENCIALos electrones al avanzar con la velocidad de arrastre de la cual se comento con anterioridad y que es constante, no tienen ganancia de energía cinética, la energía potencial eléctrica que pierden se transmite a la resistencia como calor. Este efecto se llama, calentamiento por efecto Joule y es termodinámicamente irreversible.

POTENCIASe puede expresar como en mecánica de partículas como el trabajo realizado por unidad de tiempoP=w/t=Jouseg=VatiosPuede ser expresada en función de las variables como:P=I2R o P=V2/R

CIRCUITOS ELECTRICOSLos electrones libres que se encuentran en los conductores tienen en si movimiento caótico que es necesario para ordenar para poder crear un flujo de carga con dirección definida, se necesita entonces de un dispositivo en el cual la energía química, mecánica o de cualquier otra forma se convierta en energía eléctrica.

CIRCUITOS ELECTRICOSEstos dispositivos se conocen con el nombre de fuerzas de energía electromotriz, mejor conocidas como f.em. .

CIRCUITOS ELECTRICOS

En los circuitos y por razones técnicas se ha tomado que el sentido de la corriente sea el que posiblemente tomaran los transportadores de carga positivos y no como en realidad sucede, que quienes se mueven o conducen la corriente son los electrones.

CIRCUITOS ELECTRICOS

La fuente entonces debe hacer una cantidad de trabajo sobre los transportadores de carga positiva, para llevarlos a un punto de mayor potencial. De manera que podemos definir la f.e.m.(ε)Ε=W/q voltios

CIRCUITOS CON RESISTENCIAEstudiaremos los circuitos simples y las disposiciones en serie y paralelo,. Las resistencias también pueden ser llamados resistores

CIRCUITOS CON RESISTENCIA

El dibujo nos muestra un circuito donde se toma en cuenta la resistencia interna de la f.em., siendo parte importante de ella. En muchos circuitos se hace despreciable por lo pequeño de su valor, pero en la realidad su existencia es inevitable por efecto de calentamiento Joule.

Rr

CIRCUITO EN SERIELa gráfica nos muestra una disposición en serie de tres resistencias, consideramos la resistencia interna despreciable . En un circuito en serie la corriente que circula por las resistencias es la misma para todas es decir es constante.

CIRCUITO EN SERIELa resistencia equivalente está dada por:R= R1+R2+R3

Respecto al potencia, la suma de las diferencias de potencial en las resistencias es igual al potencial desarrollado por la f.e.m.V=V1+V2+V3

CIRCUITO EN PARALELOMostramos las mismas resistencias del circuito anterior, pero ahora dispuestas en paralelo. En estos circuitos la corriente se distribuye convenientemente de acuerdo a la resistencia que tiene que atravesar, pero la diferencia de potencial en cada una de ellas es igual.

CIRCUITO EN PARALELO

CIRCUITO EN PARALELOLa resistencia equivalente de las disposiciones en paralelo está dada por:1/R =1/R1+1/R2+1/R3

El flujo de corriente total será: I=I1+I2+I3Los circuitos que a menudo se plantean son los llamados circuitos mixtos que constan de disposiciones en serie y paralelo.

UNIDADESCulombio (C, unidad de carga eléctrica.)Debido a la gran dificultad de medir directamente las cargas eléctricas con precisión, se ha tomado como unidad básica la unidad de corriente eléctrica, que en el Sistema Internacional de Unidades es el amperio.

UNIDADESLa unidad de carga resulta entonces una unidad derivada, que se define como la cantidad de carga eléctrica que fluye durante 1 segundo a través de la sección de un conductor que transporta una intensidad constante de corriente eléctrica de 1 amperio:

UNIDADESVoltio (V, unidad de potencial eléctrico y fuerza electromotriz)El voltio se define como la diferencia de potencial a lo largo de un conductor cuando una corriente con una intensidad de un amperio utiliza un vatio de potencia:

UNIDADESOhmio (Ω, unidad de resistencia eléctrica)Un ohmio es la resistencia eléctrica que existe entre dos puntos de un conductor cuando una diferencia de potencial constante de 1 voltio aplicada entre estos dos puntos produce, en dicho conductor, una corriente de intensidad 1 amperio, cuando no haya fuerza electromotriz en el conductor:

UNIDADESMAGNITUD UNIDAD

Carga (q) Culombio ©

Corriente(I) Amperio (A)

Tensión (V) Voltio (V)

Resistencia (R) Ohmio (Ω)

MULTIPLOS Y SUBMULTIPLOS DEL AMPERIO

MULTIPLOS Y SUBMÚLTIPLOS DEL VOLTAJE

MULTIPLOS Y SUBMULTIPLOS DEL OHMIO

INSTRUMENTOS DE MEDICION INSTRUMENTO UNIDAD

AMPERIMETRO AMPERIO

VOLTÍMETRO VOLTIO

OHMÍMETRO OHMIO

AMPERIMETRO

Es un instrumento diseñado para medir la corriente y debe conectarse en serie tal como lo ilustra la figura. Idealmente el amperímetro debe tener resistencia cero, para no alterar la medición.

VOLTIMETRO

Dispositivo que mide la diferencia de potencial y debe ser conectado en paralelo. Ver gráfica. La resistencia ideal de un voltímetro debe ser infinita para medir el paso de la corriente por el.

OMÍMETRO

Dispositivo que mide la resistencia y debe ser conectado en paralelo. Ver gráfica.

DE LAS SIGUIENTES IMÁGENES IDENTIFIQUE CADA INSTRUMENTO

COMO SE MIDEN AMPERIOS SE MUEVE EL SELECTOR A LA ESCALA

DE A (AMPERIOS) EL CONECTOR NEGRO SE CONECTA EN

EL COM El CONECTOR ROJO EN A SE CONECTAN LAS PUNTAS EN SERIE AL

CIRUITO

COMO SE MIDEN VOLTIOS SE MUEVE EL SELECTOR A LA ESCALA

DE V (VOLTIOS). SEGÚN SEA DE CORRIENTE ALTERNA O CONTINUA

EL CONECTOR NEGRO SE CONECTA EN EL COM

El CONECTOR ROJO EN V SE CONECTAN LAS PUNTAS EN

PARALELO AL CIRUITO

COMO SE MIDEN OHMIOS SE MUEVE EL SELECTOR A LA ESCALA

DE Ω(OHMIOS). SEGÚN SEA DE CORRIENTE ALTERNA O CONTINUA

EL CONECTOR NEGRO SE CONECTA EN EL COM

El CONECTOR ROJO EN Ω SE CONECTAN LAS PUNTAS EN

PARALELO AL CIRUITO