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CONCEPTOS BÁSICOS DE
ELECTRICIDAD
10-08-09
QUE ES LA ELECTRICIDAD
DEFINIREMOS A LA ELECTRICIDAD COMO, LA
MANIFESTACIÓN DEL RESULTADO QUE PRODUCE
EL MOVIMIENTO DE LOS ELECTRONES EN UN
CONDUCTOR ELÉCTRICO.
COMO EJEMPLO SE TIENE;
Al cerrar el switch de un interruptor en una lámpara, se
observa que la ampolleta se encenderá.
Diremos que por medio de una batería o pila, se ha
entregado la energía necesaria para que circule la
corriente por la ampolleta, que se manifiesta
encendiéndola.
SWITCH
ABIERTO
AMPOLLETA, CARGA
ELÉCTRICA RESISTIVA
+
+
BATERÍA
(-)
AMPOLLETA, CARGA
ELÉCTRICA RESISTIVA
SWITCH
CERRADO
CIRCULACIÓN
DE CORRIENTE
BATERÍA
(-)
SE PUEDE VER EN EL DIBUJO, QUE LA ELECTRICIDAD CIRCULA
POR EL CABLE CONDUCTOR UNA VEZ QUE SE CIERRA EL
CIRCUITO, EN EL SWITCH.
LA CORRIENTE DEL CIRCUITO SE MEDIRÁ EN AMPERES
LA AMPOLLETA TENDRÁ UNA CARGA RESISTIVA QUE SE MEDIRÁ
EN OHMS.
Y EL VOLTAJE DE LA BATERÍA O PILA SE MEDIRÁ EN VOLTIOS.
ENTONCES SE TIENE QUE
SI LOS VALORES SON:
____V____
R * I
V = 9 volts.
A = 0,5 amperes.
Cual será la R de la ampolleta
SWITCH
ABIERTO
SWITCH
CERRADO
AMPOLLETA, CARGA
ELÉCTRICA RESISTIVA
+
BATERÍA
(-)
CIRCULACIÓN
DE CORRIENTE
APLICANDO LOS VALORES
ANTES INDICADOS SE TIENE:
V = 9 volts.
A = 0,5 amperes.
R = 9/0,5 = 18 ohms.
____V____
R * I
LA ELECTRICIDAD
Destacaremos que existen dos tipos de corrientes, y son; la
Corriente Continua, o CC, y la Corriente Alterna o CA.
Su diferencia se debe a que una la podemos encontrar en
sistemas almacenados, como pilas, baterías, u otros tipos de
almacenamiento, mientras que la Corriente Alterna, estará
presente en las redes eléctricas domiciliarias e industriales, esto es
los enchufes, como energía Potencial.
De acuerdo a la representación anterior, podemos considerar que
la misma forma de cálculo que se aplicará para circuitos de
corriente alterna, aplica en corriente continua.
En este caso se considera un circuito resistivo, y sólo en este caso
se podrá calcular la corriente con la fórmula planteada.
CIRCUITOS ELÉCTRICOS
LOS LLAMADOS CIRCUITOS ELÉCTRICOS SE CONFORMAN
POR UNA SERIE DE ELEMENTOS QUE, POR LO GENERAL
DIFERENCIAREMOS ENTRE;
ELEMENTOS DE CONTROL Y DE FUERZA.
LOS PRIMEROS SE ENCONTRARÁN GENERALMENTE EN LOS
TABLEROS DE CONTROL DE LOS EQUIPOS Y COMANDARÁN
SEÑALES DE BAJA INTENSIDAD, MIENTRAS QUE LOS
SEGUNDOS COMANDARÁN LOS MOTORES, Y/O SEÑALES DE
FUERZA.
ESTA DIFERENCIA NOS PERMITE DIFERENCIAR LOS
NIVELES DE TENSIÓN A LA QUE TRABAJARÁN AMBOS
CIRCUITOS.
POR LO GENERAL EN CHILE LOS CIRCUITOS DE CONTROL
TRABAJARÁN A 220 VAC, Y LOS DE FUERZA A 380 VAC.
CIRCUITO ELÉCTRICO
Hacia 14 control ventilador
F
e1
6 A.
S1
56
1
3
1
68
4
fotek
5
4
9
5
2
1
6
5
8
6
5
3
7
6
fotek
señal4....20mA
+
9
0
9
8
12
11
8
97
12 13
CT (fotek)
TI
Pok
V1
V2
220v
M
24v
V
Pa
SM
Pg
N
COMPONENTES DE LOS
CIRCUITOS ELÉCTRICOS
•CADA VEZ QUE ENFRENTEMOS UN CIRCUITO ELÉCTRICO
NOS ENCONTRAREMOS CON ELEMENTOS COMO:
SWITCH, O INTERRUPTORES
BOBINAS
CONTACTORES.
MOTORES.
RESISTENCIAS.
TIMER.
CONTACTOS DE PRESIÓN
CONTACTOS DE NIVEL
OTROS.
DEFINICIÓN DE LOS
COMPONENTES
Nombre
Uso y Definición
Similar
Switch
Corta paso de corriente en un circuito
Interruptor
Bobinas
Carga Inductiva
De contactor, de motor
Contactores
Dispositivo de corte de corriente
comandado por bobina de control
Termomagnético, tripolar
Motores
Arrastre de cargas mecánicas
Motores de CA, de CC,
Servomotores, etc.
Resistencias
Elementos de carga resistiva
Ampolletas, calefactores
eléctricos
Contactos de Presión
Interruptor de presión, de vapor, de
agua, de gas, etc.
Presostatos
Contactos de Nivel
Interruptor de nivel, de agua de
líquidos en general, de sólidos
Mc Donnell, sensor rotatorio,
etc.
Conductor
Elemento capaz de conducir la
corriente eléctrica
Todos los cables, alambres de
cobre, materiales ferrosos,
etc.
CIRCUITOS SERIE Y PARALELO
+
+
BATERÍA
(-)
BATERÍA
(-)
SE MUESTRAN EN EL SIGUIENTE ESQUEMA LOS DOS TIPOS POSIBLES DE CIRCUITOS
QUE ANALIZAREMOS.
EN EL PRIMERO SE CUMPLEN LAS SIGUIENTES ECUACIONES:
It
= I1 = I2 = I3
Vt
= VR1 + VR2 + VR3
Req
= R1 + R2 + R3
PARA EL SEGUNDO, ES DECIR UN CIRCUITO PARALELO, SE CUMPLIRÁN ESTAS
NUEVAS ECUACIONES.
It
= I1 + I2 + I3
Vt
= VR1 = VR2 = VR3
Req.
= R1 * R2
R1 + R2
RESISTENCIAS EN PARALELO
Las Resistencias se pueden conectar de tal manera que salgan de
de un solo punto y lleguen a otro punto, conocidos como nodos.
Este tipo de circuito se llama paralelo . Cada uno de las tres resistencias en la Figura 1 es otro paso por el cual la corriente viaja de
los puntos A al B.
Figura 1 Ejemplo de un circuito que contiene tres resistencias conectadas en paralelo.
Figura 2 Circuito que contiene resistencias en paralelo equivalente al de
de la Figura 1
Note que el nodo no tiene que ser fí
físicamente un punto, mientras la corriente tenga diversas formas alternas para seguir, entonces
esa parte del circuito es considerada en paralelo. Figuras 1 y 2 son idé
idénticos circuitos pero con apariencias diferentes.
En A el potencial debe ser el mismo en cada resistor. Similarmente, en B el potencial tambié
también debe ser el mismo en cada
resistencia. Entonces, entre los puntos A y B, la diferencia de potencial es la misma. Esto significa que cada
cada una de las tres
resistencias en el circuito paralelo deben de tener el mismo voltaje.
voltaje.
[1]
]
Tambié
También, la corriente se divide cuando viaje de A a B. Entonces, la suma de las corriente a travé
través de las tres ramas es la misma que
la corriente en A y en B.
[2]
De la Ley de Ohm, la ecuació
ecuación[2] es equivalente a:
[3]
Por la ecuació
ecuación [1] vemos que todos los voltajes son iguales, así
así que los voltajes se cancelan y se tiene:
[4]
Este resultado se puede generalizar para cualquier numero de resistencias
resistencias conectadas en paralelo.
[5]
LEYES QUE RIGEN LOS
CIRCUITOS ELÉCTRICOS
LEY DE OHMS
____V____
R * I
LEY DE WATTS
____P____
V * I
•
SI SE REQUIERE CALCULAR LA CORRIENTE O LA POTENCIA
EN UN CIRCUITO DE CC, SÓLO BASTA CON CONSIDERAR
LOS VALORES DIRECTOS QUE YA CONOCEMOS,
P=V*I
SIN EMBARGO CUADO SE TRATA DE CA, LA FORMULA
CAMBIARÁ A LA SIGUIENTE;
P = V * I * cos * 3