PERIODO 2

Magnitudes eléctricas:

    CARGA ELÉCTRICA y CORRIENTE

  

RESUMEN DE LOS VIDEOS DE LA CLASE

VIDEO 1: NECESIDADES HUMANAS

En la medida que el ser humano satisface sus necesidades más básicas ira desarrollando necesidades y deseos más elevados.

Las necesidades fisiológicas nos permiten vivir se refiere a las necesidades de sentirse seguro y protegido

VIDEO 2: PORQUE HACER TU PROPIO NEGOCIO

Por que es importante crear su propio negocio?

Tener un Negocio Propio es lo que todos debemos aspirar a lograr en nuestras vidas, porque ademas de que somos nuestros propios jefes, ayudamos a la sociedad y economia mundial a incrementar sus ingresos creando nuevas fuentes de empleo y motivandolos a emprender en un futuro sus propios negocios.

Es muy importante crear su propio negocio  porque de esta manera pondra en practica sus conocimientos, y para hacerlo solo tiene que encontrar algo que sepa hacer y que le pueda generar ingresos, o algo que las personas necesiten y que este a su alcanse hacerlo o darselos a cambio de un ingreso (monetario).

VIDEO 3: PLAN DE NEGOCIO PARA EMPRENDEDORES:

Primero que todo la entrada de extra el tiempo libre libertad financiera, negocio propio y desarrollo personal.

Estudio de mercado en seis pasos:

1.identifica el problema

Quienes son mis clientes, quienes son mis competidores.

2.plantea tu objetivo:

Define tu mercado, mi competencia

3.define tu grupo de estudio

4.elige tus fuentes de información

5.analiza la información

6.saca tus conclusiones

Claves para ubicar tu local:

Donde ubicarte,cliente proveedores,competencia,busca un localcercano a tus clientes con fácil acceso y buena exposición,si buscas un local cercano a tu competencia,hazlo en una zona concentrada que atraiga a clientes.

La carga eléctrica es la cantidad de electricidad almacenada en un cuerpo. Los átomos de un cuerpo son eléctricamente neutros, es decir la carga negativa de sus electrones se anula con la carga positiva de sus protones. Podemos cargar un cuerpo positivamente (potencial positivo) si le robamos electrones a sus átomos y podemos cargarlo negativamente (potencial negativo) si le añadimos electrones. Saber más sobre el átomo.

 Acabamos de generar corriente eléctrica, ya que este movimiento de electrones es lo que se llama corriente eléctrica. Luego es necesario una d.d.p entre dos puntos para que cuando los conectemos con un conductor se genere corriente eléctrica. La diferencia de carga de los dos cuerpos será la causante de más a menos corriente. Esta carga de un cuerpo se mide en culombios (C).

   TENSIÓN O VOLTAJE

   La Tensión es la diferencia de potencial entre dos puntos. En física se llama d.d.p (diferencia de potencial) y en tecnología Tensión o Voltaje. Como ya debemos saber por el estudio de la carga eléctrica la tensión es la causa que hace que se genere corriente por un circuito.

 En un enchufe hay tensión (diferencia de potencial entre sus dos puntos) pero OJO no hay corriente. Solo cuando conectemos el circuito al enchufe empezará a circular corriente (electrones) por el circuito y eso es gracias hay que hay tensión.

    Entre los dos polos de una pila hay tensión y al conectar la bombilla pasa corriente de un extremo a otro y la bombilla luce. Si hay mayor tensión entre dos polos, habrá mayor cantidad de electrones y con más velocidad pasaran de un polo al otro.

   La tensión se mide en Voltios. Cuando la tensión es de 0V (cero voltios, no hay diferencia de potencial entre un polo y el otro) ya no hay posibilidad de corriente y si fuera una pila diremos que la pila se ha agotado. El aparato de medida de la tensión es elvoltimetro.

    Pero ¿Quien hace que se mantenga una tensión entre dos puntos? Pues los Generadores, que son los aparatos que mantienen la d.d.p o tensión entre dos puntos para que al conectar el circuito se genere corriente. la tensión se mide en Voltios (V). Estos generadores pueden ser dinamos, alternadores, pilas, baterías y acumuladores.

   INTENSIDAD DE CORRIENTE

   Es la cantidad de electrones que pasan por un punto en un segundo. Imaginemos que pudiésemos contar los electrones que pasan por un punto de un circuito eléctrico en un segundo. Pues eso seria la Intensidad. Se mide en Amperios (A). Por ejemplo una corriente de 1 A (amperio) equivale a 6,25 trillones de electrones que han pasado en un segundo. ¿Muchos verdad?. La intensidad se mide con el amperimetro.

   RESISTENCIA ELÉCTRICA

   Los electrones cuando en su movimiento se encuentran con un receptor (por ejemplo una lámpara) no lo tienen fácil para pasar por ellos, es decir les ofrecen una resistencia. Por el conductor van muy a gusto porque no les ofrecen resistencia a moverse por ellos, pero los receptores no. Por ello se llama resistencia a la dificultad que se ofrece al paso de la corriente.

   Todos los elementos de un circuito tienen resistencia, excepto los conductores que se considera caso cero. Se mide en Ohmios (Ω). La resistencia se representa con la letra R.

   La resistencia se suele medir con el polímetro, que es un aparato que mide la intensidad, la tensión y por supuesto también la resistencia entre dos puntos de un circuito o la de un receptor. Para saber más sobre las resistencias te recomendamos este enlace Resistencia Eléctrica.

   POTENCIA ELÉCTRICA

   La potencia eléctrica la podemos definir como la cantidad de.......

   ¿Por qué? Pues porque depende del tipo de receptor que estemos hablando. Por ejemplo de una Lámpara o Bombilla sería la cantidad de luz que emite, en un timbre la cantidad de sonido, en un radiador la cantidad de calor. Se mide en vatios (w) y se representa con la letra P.

  ENERGÍA ELÉCTRICA

   La energía eléctrica es la potencia por unidad de tiempo. La energía se consume, es decir a más tiempo conectado un receptor más energía consumirá. También un receptor que tiene mucha potencia consumirá mucha energía. Como vemos la energía depende de dos cosas, la potencia del receptor y del tiempo que esté conectado.

   Su fórmula es E= P x t (potencia por tiempos)

   Su unidad es el w x h (vatio por hora) pero suele usarse un múltiplo que es el Kw x h (Kilovatios por hora)

   Si ponemos en la fórmula la potencia en Kw y el tiempo en horas ya obtendremos la energía en Kw x h.

   Aquí tenemos una tabla con las principales magnitudes eléctricas y sus fórmulas:

MAGNITUD	SIMBOLO	UNIDAD	SIMBOLO	FÓRMULA
CARGA	C	CULOMBIO	C
TENSIÓN	V	VOLTIOS	V	V = I x R
INTENSIDAD	I	AMPERIOS	A	I = V/R
RESISTENCIA	R	OHMIOS	Ω	R = V/I
POTENCIA	P	VATIOS	W	P = V x  I
ENERGÍA	E	VATIO POR HORA	w x h	E = P x t

Introducción a la electricidad

  ¿Qué es la electricidad?

   La electricidad es un movimiento de electrones. Así de sencillo. Si conseguimos mover electrones a través de un conductor (cable) hemos conseguido generar electricidad. Pero expliquemos un poco mejor todo esto.

   Para hablar de la electricidad debemos conocer el átomo. Esto no es un curso de química, por eso explicaremos solo lo necesario para entender la electricidad, sin profundizar demasiado, lo justo para entenderlo.

   La materia o cualquier material está formado por partículas muy pequeñas (no se ven a simple vista) llamadas átomos.

El átomo está formado por un núcleo en cuyo interior se encuentran otras partículas, aún más pequeñas, llamadas protones y neutrones. Los protones tienen carga eléctrica positiva y los neutrones solo tienen masa pero no tienen carga eléctrica.

Hemos ampliado millones de veces los átomos de un material, por ejemplo cobre, nos quedamos con 3 y mira lo que hacemos.

  Efectos de la electricidad

   Por ejemplo si hacemos pasar electricidad por un filamento, hilo enroscado, por un material llamado tungsteno o de wolframio, resulta que... ¡¡¡se genera luz!!!. ¿útil no?.

  Pero los efectos de la electricidad son muchos más. Los elementos que producen efectos al ser atravesados por la electricidad (e-) se llaman receptores. Veamos algunos de los principales:

   - Receptores luminosos: los que producen luz.

   - Receptores magnéticos: producen electromagnetismo.

   - Motores: producen giro.

   - Receptores Sonoros: producen sonido.

   Fíjate, gracias a la electricidad podemos construir bombillas, imanes, motores, timbres, etc. Por eso es tan importante.

 ¿Cómo Generamos Electricidad?

   Solo necesitamos tener un cuerpo con carga negativa (con átomos que le falten e-) a un lado y otro con carga negativa (que le sobren e-) al otro. Si ahora los unimos con un material conductor, es decir un material que por él pasen o se muevan los e- fácilmente, como es el caso del cobre, ya tenemos la solución.

 Si te das cuenta para producir electricidad hace falta que siempre tengamos una diferencia de carga entre dos puntos. Esta diferencia de carga se llama diferencia de potencial (d.d.p) o tensión. Entre los dos materiales de la imagen de arriba hay un d.d.p o tensión y gracias a eso se genera electricidad.

   Las máquinas que son capaces de mantener una d.d.p entre dos puntos con el paso del tiempo se llaman generadores eléctricos.

  Una pila, por ejemplo, tiene 2 polos, el positivo y el negativo. Mediante un proceso químico en su interior, es capaz de mantener esta d.d.p o tensión entre sus dos polos durante un tiempo. Si la conectamos a una bombilla los e- de la parte negativa pasarán a la parte positiva a través de su filamento produciendo luz. La pila con el tiempo se va agotando, es decir la d.d.p o tensión entre sus dos polos va siendo menor. Si llega a 0 la pila está agotada, no hay diferencia de carga entre sus polos y no es capaz de generar electricidad.

Resistencia eléctrica

 Sabemos que la corriente eléctrica es el paso de electrones por un circuito o a través de un elemento de un circuito (receptor). Conclusión la corriente eléctrica es un movimiento de electrones.

 Veamos todo esto mucho mejor.

  ¿Qué es una Resistencia?

  La Resistencia Eléctrica es la oposición o dificultad al paso de la corriente eléctrica. Cuanto más se opone un elemento de un circuito a que pase por el la corriente, más resistencia tendrá.

   Veamos esto mediante la fórmula de la Ley de Ohm, formula fundamental de los circuitos eléctricos:

   I = V / R Esta fórmula nos dice que la Intensidad o Intensidad de Corriente Eléctrica que recorre un circuito o que atraviesa cualquier elemento de un circuito, es igual a la Tensión (V) a la que está conectado, dividido por su Resistencia (R). Esta fórmula nos sirve para calcular la resistencia de un elemento dentro de un circuito o la del circuito entero

  Ya sabemos que los elementos de un circuito tienen resistencia eléctrica, pero lógicamente unos tienen más que otros. A parte de la resistencia de los receptores también hay unos elementos que se colocan dentro de los circuitos y que su única función es precisamente esa, oponerse al paso de la corriente u ofrecer resistencia al paso de la corriente para limitarla y que nunca supere una cantidad de corriente determinada. Un elemento de este tipo también se llama también Resistencia Electrica. A continuación vemos algunas de las más usadas y como se calcula su valor.

     Resistencias

  Para el símbolo de la resistencia electrica dentro de los circuitos electricos podemos usar dos diferentes:

 Código de Colores Para Resistencias

   Para saber el valor de un resistencia tenemos que fijarnos que tiene 3 bandas de colores seguidas y una cuarta más separada. 

 El valor de los colores los tenemos en el siguiente esquema:

 Veamos algunos ejemplos.
  
   Imaginemos esta resistencias

  Estas resistencias son muy usadas en electrónica,  pero también las hay más grandes que se usan en radiadores eléctricos, frigoríficos, etc. Su misión es la misma. Veamos algunas en la siguiente imagen.

  Valor de la Resistencia entre 2 Puntos de un cable

  Ya sabemos que para calcular el valor de la resistencia de un elemento dentro de un circuito se hace mediante la lay de ohm R = V/I. Pero a veces es necesario calcular la resistencia de una cable desde un extremo a otro.

   

 Tipos de Resistencias

   En función de su funcionamiento tenemos:

   Resistencias fijas: Son las que presentan un valor que no podemos modificar.

   Resistencias variables: Son las que presentan un valor que nosotros podemos variar modificando la posición de
                                    un contacto deslizante. A este tipo de resistencia variables se le llama Potenciómetro.

   Resistencias especiales: Son las que varían su valor en función de la estimulación que reciben de un factor
                                      externo (luz, temperatura...). Por ejemplo las LDR son las que varían su valor en función de la
                                      luz que incide sobre ellas.

 luz que incide sobre ellas.

Potenciómetro

  ¿Qué es un Potenciómetro?

   Un potenciómetro es una Resistencia Variable. Así de sencillo. El problema es la técnica para que esa resistencia pueda variar y como lo hace.

 El valor de un potenciómetro viene expresado en ohmios (símbolo Ω) como las resistencias, y el valor del potenciómetro siempre es la resistencia máxima que puede llegar a tener. La mínimo lógicamente es cero. Por ejemplo un  potenciómetro de 10KΩ puede tener una resistencia con valores entre 0Ω y 10.000Ω.

   El potenciómetro más sencillo es una resistencia variable mecánicamente. Los primeros potenciómetros y más sencillos son los reóstatos.

   

  Se suelen llamar potenciómetros lineales o deslizantes por que cambian su valor deslizando por una línea la patilla C. Veamos como son en realidad.

 El mismo mecanismo, pero mas pequeño, tendrían los potenciómetros rotatorios para electrónica. Se usan en circuitos de pequeñas corrientes. Veamos como son.

   Si nos fijamos tienen 3 patillas como el anterior. Para conectarlo debemos conectar al circuito las patillas A y B o la C y B, es decir la del medio siempre con una de los extremos y así conseguiremos que sea variable. Tienen una rosca que puede variarse con un destornillador, como es el caso del de color negro, o puede tener un saliente que gira con la mano para variar la resistencia del potenciómetro al valor que queramos. Estos potenciometros también se llaman rotatorios.

   El símbolo de un potenciómetro mecanico en un circuito eléctrico es el siguiente:

  Tipos de Potenciómetros

   Los primeros y más usados son los ya estudiados llamados mecánicos. Los hay rotatorios, lineales, logarítmicos y senoidales. Los dos primeros ya los hemos visto, veamos los otros.

   Logarítmicos: Estos son empleados normalmente para audio por su manera asimétrica de comportarse ante la variación de su eje, al principio sufriremos un incremento de la resistencia muy leve, hasta llegar a un punto en que el incremento será mucho mayor. En los anteriores la resistencia varía de forma lineal, sin embargo en estos la variación de la resistencia tendría una curva logarítmica. Cuanto más giramos la rueda mayor es el aumento de la resistencia. Al principio varía muy poco la resistencia. Se suelen usar por ejemplo para el volumen de una radio.

   Senoidales. La resistencia es proporcional al seno del ángulo de giro. Dos potenciómetros senoidales solidarios y girados 90° proporcionan el seno y el coseno del ángulo de giro. Pueden tener topes de fin de carrera o no.

   Circuitos con Potenciómetro

   Veamos el circuito más clásico. Tenemos un circuito para que se encienda un led con una pila a 9V. El Led trabajo a una tensión de 2V, por lo que pondremos una resistencia fija (para que la resistencia total del circuito nunca sea 0, en caso de poner a 0 el potenciómetro) y un potenciómetro para provocar una caída de tensión de 7V entre la Rfija y el Potenciómetro, de tal forma que el Led solo tenga los 2V necesario como máximo.

   Otro de los usos de los potenciómetros es la de reguladores de velocidad en motores. Si ponemos en serie un potenciometro con un motor al aumentar la resistencia del potenciómetro disminuirá la velocidad del motor d.c. Esto es mejor hacerlo con un transistor. El potenciómetro controla la intensidad que envía el transistor al motor. El potenciómetro controla la intensidad de base. Para saber más sobre el transistor pincha en el enlace subrayado. Veamos el esquema.

Corriente alerta y continua

  CORRIENTE CONTINUA

   La corriente continua la producen las baterías, las pilas y las dinamos. Entre los extremos de cualquiera de estos generadores se genera una tensión constante que no varia con el tiempo. Por ejemplo si la pila es de 12 voltios, todo los receptores que se conecten a la pila estarán siempre a 12 voltios (a no ser que la pila este gastada y tenga menos tensión). Si no tienes claro las magnitudes de tensión e intensidad, te recomendamos que vayas primero al enlace de la parte de abajo sobre las magnitudes eléctricas antes de seguir. 

 Conclusión, en c.c. (corriente continua o DC) la Tensión siempre es la misma y la Intensidad de corriente también.

   Si tuviéramos que representar las señales eléctricas de la Tensión y la Intensidad en corriente continua en una gráfica quedarían de la siguiente forma:

 CORRIENTE ALTERNA

   Este tipo de corriente es producida por los alternadores y es la que se genera en las centrales eléctricas. La corriente que usamos en las viviendas en los enchufes es de este tipo.

   En este tipo de corriente, la intensidad varia con el tiempo (numero de electrones) y además cambia de sentido de circulación a razón de 50 veces por segundo (frecuencia 50Hz). También la tensión generada entre los dos bornes (polos) varia con el tiempo en forma de onda senoidal (ver gráfica), por lo que no es constante. Veamos como es la gráfica de la tensión en corriente alterna.

  Esta onda se conoce como onda alterna senoidal y es la más común ya que es la que tenemos en nuestras casas. La onda de la intensidad sería de igual forma pero con los valores de la intensidad lógicamente, en lugar de los de la tensión.

Corriente eléctrica

 ¿Qué es la corriente eléctrica? 

   La corriente eléctrica es un movimiento de electrones. Así de simple, si movemos electrones generamos corriente eléctrica. La cantidad de electrones que se mueven por segundo sería la Intensidad de la Corriente Eléctrica (I) y se mide en Amperios (A).

   Los electrones se mueven de átomo en átomo del material conductor, por ejemplo el cobre. Un átomo cede un electrón a otro átomo próximo a él y así sucesivamente.

   Recuerda que los átomos de la materia o de los materiales están formados por protones con carga positiva, neutrones sin carga y electrones con carga eléctrica negativa. Los electrones están girando por la parte de fuera del átomo. Estos electrones son precisamente los que producen el fenómeno de la corriente eléctrica. Si somos capaces de moverlos, tendremos corriente eléctrica. Como se hace esto lo tienes en el enlace de arriba explicado muy bien.





  Pero para que puedan moverse los electrones (abreviatura e-) debemos tener un circuito por el que se muevan o circulen. Además este circuito debe ser un circuito cerrado para que estén moviéndose a través de él sin parar. El principio y el final del circuito deben estar unidos para que siempre lo recorran los e-. Este circuito sería lo que llamamos circuito eléctrico.





  La corriente eléctrica es tan importante
porque al moverse electrones por determinados aparatos, estos, producen efectos muy útiles para el hombre.

Fluke aparato de medida

¿Qué es el Fluke?

   El fluke es un aparato de medida, también llamado polímetro o multímetro fluke. Realmente fluke es una marca, la del multímetro o polímetro más famoso del mercado, es el polímetro más usado por los profesionales.

  Si te fijas el botón amarillo (Shift) sirve para cambiar de medida en el caso de que el selector se encuentre en una posición donde tengamos posibilidad de dos medidas: de color blanco y de color amarillo. Por ejemplo en la posición en que este la maneta o selector en la imagen tenemos una V de color blanca y el símbolo de corriente alterna encima, con lo que en esa posición mediremos tensión en alterna. Justo encima de ese símbolo hay un símbolo de corriente alterna y de color amarillo Hz (hertzios) que mide la frecuencia. Para Medir frecuencia en lugar de tensión deberemos tener pulsado la tecla Shift amarilla.

  Medir Tensión en un enchufe con el Fluke

   En un enchufe estamos midiendo corriente alterna (c.a.)

   1. Conectar las pinzas en el medidor. Roja agujero rojo donde pone los símbolos V Ω. Las pinzas negras en el agujero negro que pone com (común).



   2. Seleccionar en la maneta V en alterna.



   3. Introducir el otro extremo de las pinzas en el enchufe.

Como medir Tensión en un Corriente Continua.

   Las pilas y las baterías utilizan corriente continua.

   Veamos el ejemplo de una pila:

   1. Conectar las pinzas en el medidor.

   2. Seleccionar en la maneta V en continua.



   3. Tocar con la pinza roja en el positivo de la pila y con la pinza negra en el negativo de la pila.

Aperimetro:

   ¿Qué es un Amperímetro?

   El amperímetro es un aparato de medida utilizado para medir la intensidad o corriente eléctrica. Es el instrumento industrial más adecuado para medir intensidades. En la imagen siguiente puedes ver dos tipos diferentes, uno fijo y el otro portátil. En el esquema de la parte de abajo de la imagen puedes ver como es el símbolo del amperímetro utilizado en los circuitos eléctricos. Como ves es muy sencillo, simplemente es un círculo con una A mayúscula en su interior.

  Conexión y Medidas con el  Amperímetro

   Los amperímetros se conectan en serie en el circuito, por lo que es atravesado por la corriente del circuito donde se haya intercalado, y lógicamente, nos la medirá.

Los amperímetros portátiles, como pudiste ver, tienen una pinzas cuya misión es simplemente introducirlas por el cable del circuito por el que circula la corriente o intensidad que queremos medir. Las pinzas se abren y dejamos en su interior el cable. Ojo, como ves en la siguiente imagen solo se ponen en un cable, nunca por los dos a la vez. Recuerda, estamos midiendo en serie.

  Si queremos medir con un amperímetro fijo, lógicamente nunca cortaremos el cable, simplemente desconectaremos un borne (tornillo) de un aparato o de la pila que este conectado en el circuito. Ese borne lo conectaremos a una parte del amperímetro, y la otra parte al cable donde estaba conectado anteriormente el aparato o pila, es decir intercalado con el aparato. Ya está, lo tenemos en serie con el circuito. Una solución sencilla es conectar un borne del amperímetro a un borne de la pila y el otro al cable que estaría conectado a la pila o fuente de tensión.

   Para efectuar mediciones de corrientes debilísimas se recurre a los galvanómetros o microamperímetros, por su gran sensibilidad, siendo muy apropiados para indicadores de escala de cero central (el cero de la escala en el centro y la aguja se mueve en un sentido o en otro en función del sentido de la corriente que mide).

 Shunt Amperimétrico. Ampliación del Alcance del Instrumento.

   Un shunt amperimétrico es simplemente un resistencia con un valor fijo (Rs) que conectamos en paralelo con el amperímetro para poder medir intensidades mayores de las que puede medir el amperímetro. Fíjate en la imagen:



   Rs es el shunt, y R es la resistencia del circuito.

   Según las intensidades que recorrerán el circuito tenemos:

   I = Ia + Is  Vamos a despejar la 

   Además Vs = Va por estar en paralelo (las tensiones), o lo que es  lo mismo según la ley de ohm:

  Rs x Is = Ra x Ia

   Si ahora despejamos la Is en la segundo ecuación:  Is = (Ra x Ia)/Rs o lo que es lo mismo Is = (Ra/Rs) x Ia

   Si esto lo sustituimos en la primera ecuación tenemos:

   I = Ia + Ra/Rs x Ia = Ia x (1 + Ra/Rs)

   Si llamamos m al factor (1 + Ra/Rs) la ecuación final que tenemos para I es la siguiente:

   I = Ia x m; siendo m el poder multiplicador o constante del shunt.

   Si te das cuenta, ahora podemos medir intensidades hasta valores de I, en lugar de Ia que podríamos medir solo con el amperímetro.

   Si sabemos la constante del shunt será muy sencillo calcular hasta que intensidades podremos medir, solo tendríamos que multiplicar la Ia del amperímetro máxima, por la m del shunt.

   Normalmente los valores de m suelen ser 10, 100, 1000 etc.

   Los shunt suelen construirse con varillas  o cintas de manganina, soldadas a bloques gruesos de cobre. Aquí puedes ver uno:

Tipos de Amperímetros

  Como ya dijimos al principio tenemos una primera clasificación entre Fijos y Portátiles, pero estos a su vez pueden ser digitales o analógicos.

   Digitales: muestran el valor numérico directamente sobre un display.

Voltímetro

 ¿Qué es un Voltímetro?

   Un voltímetro es un instrumento de medida para medir las tensiones o diferencias de potencial (d.d.p.) entre dos puntos. Su símbolo para los circuitos es un circulo con una V dentro, como verás más adelante.

   

¿Cómo se Conecta el Voltimetro?

   El voltímetro se conecta en derivación (en  paralelo) en el circuito a medir o en paralelo con el receptor del que queramos averiguar su tensión.

   En el circuito de arriba vemos que el voltímetro está conectado en paralelo con la resistencia que queremos medir su tensión. En este caso, como solo hay un receptor (la resistencia) el voltímetro medirá también la tensión de la pila o del circuito. Veamos otro caso:

  Ampliación del Alcance del Instrumento

   Para conseguir varios alcances con un mismo aparato se dispone de varias resistencias adicionales en serie con el voltímetro.

   Veamos un ejemplo

   Un voltímetro de resistencia 100 ohmios y escala de 0 a 20V se quiere emplear para mediciones de 0 a 100V, y de 0 a 300V de fondo de escala. ¿Se podrá conseguir?

   Solución:

   Para aumentar el campo de medición se emplearán dos resistencias adicionales Rs1 y Rs2 (Rs por que estarán en serie con el voltímetro). 

 ¿Cómo es por dentro un Voltímetro?

   El grupo más importante de aparatos indicadores de tensión es el de los voltímetros de tipo amperimétrico, que indican la tensión por medición de una corriente.

   Lógicamente el circuito con voltímetro no es el mismo que el circuito sin voltímetro, ya que cuando está colocado para medir un voltaje ahora el circuito posee una resistencia más y una corriente más que es la que pasa por el voltímetro. 

 Como la resistencia del instrumento es muy pequeña (Rv), se conecta en serie una resistencia adicional, que llamaremos (Rad), de valor elevado de forma que la tensión a medir sea:

   V = (Rv + Rad) x I

  Tipos de Voltímetros

   Tenemos varias clasificaciones pero todos sirven para lo mismo, medir la tensión. La forma de conectarse y medir también es la misma, en paralelo. Veamos tres clasificaciones diferentes.

   - Por el tipo de corriente: Voltímetros para corriente continua y para corriente alterna.

   - Por la indicación de su lectura: Analógico, digital o portátil.

   - Por el funcionamiento: Bobina móvil e imán permanente o hierro móvil y bobina permanente.

Calculo circuitos de una lámpara

  Vamos a explicar como se calculan los circuitos eléctricos más sencillos, los de un receptor, que suele ser una lámpara o bombilla, pero podría ser una resistencia cualquiera. Para estos circuitos solo es necesario aplicar la ley de ohm.

   Ley de Ohm V = I x R , la tensión es igual a la intensidad por la resistencia.

   Esta fórmula despejando nos puede servir para calcular la intensidad o la resistencia, solo tendremos que despejar de la fórmula anterior lo que nos pidan. Las fórmulas despejando serían:

   Intensidad: I = V / R 
   Resistencia: R = V / I

 Nos podemos valer del siguiente triángulo, llamado triángulo de la ley de ohm, para recordar las fórmulas:

  Como la V está arriba en el triángulo, su fórmula sería I por R. Como la I esta abajo, su fórmula sería la V (está arriba) dividido entre la R (está abajo). ¿Cómo sería la R?. Pues fácil la V (esta arriba) dividido entre la I (está abajo).

   Mi recomendación es solo aprenderse la fórmula V = I x R y si nos piden cualquiera de las otras dos magnitudes despejarlas. Pero bueno... ahí te dejamos el triángulo por si te resulta más fácil.

   Más adelante, según avancemos en los ejercicios veremos mucho mejor como se aplica esta fórmula.

   Primero veamos el esquema del circuito a calcular y los datos de un circuito de una lámpara:

   Datos Del circuito Total:

It= Intensidad total que recorre el circuito
Vt= Tensión total del circuito (pila)
Rt= Resistencia total a recorrer el circuito

   Datos Del receptor o la lámpara

Il= Intensidad que recorre la lámpara
Vt= Tensión de la lámpara
Rt= Resistencia de la lámpara

 Si nos fijamos en el circuito resulta que en este caso la Intensidad que recorre la lámpara, es la misma que la del circuito, la tensión de la pila es a la que tendrá la lámpara, y la resistencia que ofrece al paso de la corriente todo el circuito, será la de la lámpara, ya qué es el único receptor en todo el circuito (pensando que los cables no tienen resistencia).

   Por la tanto en los circuitos de un receptor o lámpara:

   Vt=Vl It=Il Rt=Rl,  la tensión total es igual a la de la lámpara, la resistencia total es igual a la de la lámpara y la resistencia total es igual a la de la lámpara.   

   Para calcular solo es necesario aplicar la ley de Ohm. Vamos a recordarla.

   Ley de Ohm V = I x R , tensión es igual a la intensidad por la resistencia.

Primer caso: Nos dan la Resistencia de la lámpara y la Intensidad total del circuito. R1 = 10Ω It = 2 A;

   Para calcular la tensión será V = I x R = 2 x 10 = 20 V (20 voltios). Lo demás ya lo tenemos todo calculado.

     Rl=Rt= 10 Ω It=il=2A

   Segundo caso: Nos dan la resistencia de la lámpara y la tensión de la pila:  Rl= 10 Ω Vt= 20V

   Como ya sabemos Rl=Rt= 10 Ω y Vt=Vl= 20V

   Aplicaremos la ley de ohm para calcular It=il

   It= Vt/Rt 

   It= 20V/10 Ω= 2A

   Ya tenemos todo calculado por que:

   It=il= 2A Vt=Vl= 20V Rt=Rl=10 Ω

   Tercer caso: Nos dan la tensión de la pila y la Intensidad total del circuito: Vt= 20V It= 2A sabiendo que:

   Vt=Vl= 20V y que it=il=2A aplicamos la ley de ohm:

   Rl=Rt= Vt/it = 20v/2A = 10 Ω

   Ya tenemos todo calculado por que:

   It=il= 2A Vt=Vl= 20V Rt=Rl=10 Ω

   Si queremos calcular la potencia total del circuito, que será la misma que la que tenga la lámpara, ya que es el único receptor que tiene potencia en el circuito. 

   Lo que tendremos que hacer en todos los casos es calcular primero los datos que hicimos anteriormente, y con esos datos calcular la potencia con la fórmula:

   P= V X I ; Potencia es igual a Tensión por Intensidad.

   Plámpara= Vl x il = 20v x 2A = 40 w (vatios)

   Ptotal= Vt x it = 20v x 2A = 40 w

   Ptotal=Plámpara ; La potencia total del circuito es igual a la de la lámpara por que solo hay ese receptor que tiene potencia en el circuito.

Circuitos serie y paralelo

 Circuitos en Serie

  Las características de los circuitos en serie son:

   - Los elementos están conectados como los eslabones de una cadena (el final de uno con el principio del otro). La salida de uno a la entrada del siguiente y así sucesivamente hasta cerrar el circuito. Veamos una bombilla y un timbre conectados en serie:

Veamos como se resuelve un circuito en serie con 3 resistencias:

   Lo primero será calcular la resistencia total. Esta resistencia total también se llama equivalente,  por que podemos sustituir todos las resistencia de los receptores en serie por una sola del valor de la resistencia total. Fíjate en el circuito siguiente:

 Aquí tienes otros dos circuitos en serie resueltos:

  Circuitos en Paralelo

   Las características de los circuitos en paralelo son:

   - Los elementos tienen conectadas sus entradas a un mismo punto del circuito y sus salidas a otro mismo punto del circuito.

 La resistencia total o equivalente de los receptores conectados en paralelo se calcula con la siguiente fórmula:

   

   - Si un receptor deja de funcionar, los demás receptores siguen funcionando con normalidad. Este es el principal motivo por lo que la mayoría de los receptores se conectan en paralelo en las instalaciones.

   Vamos a calcular un circuito en paralelo.

 Para calcular las potencias y las energías se hace de la misma forma que en serie.

   Aquí te dejamos otro circuito en paralelo resuelto:



   Para calcular circuitos de 3 resistencias en circuito mixto (mezcla serie y paralelo), te recomendamos que vayas al siguiente enlace: Calculo de Circuitos Mixtos. Si quieres aprender a calcular circuitos en corriente alterna te dejamos este otro enlace: Circuitos Corriente Alterna.

MAYO 23 / 2016

TALLER  DE EJERCICIOS DE ELECTRICIDAD

1.    Partículas que forman el átomo, descripción de cada una de ellas.

R: el átomo está formado por tres tipos de partículas que tienen distintas propiedades según las cargas electrónicas que posean.

Por un lado en el núcleo se encuentran dos tipos de partículas cuyo peso es muy similar unas se llaman neutrones su denominación se debe a que a que son neutros eléctricamente por otra parte están los protones que poseen carga positiva.

Alrededor del núcleo se encuentran unas partículas llamadas electrones que tienen carga negativa y cuyo peso es insignificante. Según los distintos modelos atómicos se fueron elaborando distintas hipótesis con respecto a la disposición de los electrones.

Actualmente se cree que se encuentran formando como una nube con carga negativa alrededor del núcleo positivo.

2.    Define corriente eléctrica.

R: La corriente eléctrica o intensidad eléctrica es el flujo de carga eléctrica por unidad de tiempo que recorre un material.1 Se debe al movimiento de las cargas (normalmente electrones) en el interior del material. En el Sistema Internacional de Unidades se expresa en C/s (culombios sobre segundo), unidad que se denomina amperio.

3.    ¿Qué son materiales aislantes y conductores?

R: aislantes: material que no permite la transmisión de electrones (electricidad) ejemplo el plástico, hule

Conductores: material elemento o sustancia que permite la transmisión de los electrones (electricidad) ejemplo: oro cobre metal-fierro, agua

4.    Define semiconductores.

R: Semiconductor es un elemento que se comporta como un conductor o como un aislante dependiendo de diversos factores, como por ejemplo el campo eléctrico o magnético, la presión, la radiación que le incide, o la temperatura del ambiente en el que se encuentre. Los elementos químicos semiconductores de la tabla periódica se indican en la tabla adjunta.

5.    Define e indica la unidad en la que se mide:

a)    Voltaje.

b)   Intensidad de corriente eléctrica.

c)    Resistencia eléctrica.

R: voltaje: La unidad de voltaje es el VOLTIO (V)

Intensidad de corriente eléctrica: La unidad de la corriente es el AMPERIO (A)

Resistencia eléctrica: La unidad de resistencia es el OHMS (Ω)

6.    Elementos de un circuito eléctrico.

R: Generadores

Son los elementos encargados de suministrar la energía al circuito, creando una diferencia de potencial entre sus terminales que permite que circule la corriente eléctrica.

 Los elementos que se encargan de esta función son: las pilas, baterías, dinamos y alternadores.

Conductores

Son materiales que permiten el paso de la corriente eléctrica, por lo que se utilizan como unión entre los distintos elementos del circuito.

Generalmente son cables formados por hilos de cobre trenzado y recubiertos por un aislante plástico.

Receptores

 Son los componentes que reciben la energía eléctrica y la transforman en otras formas más útiles para nosotros como: movimiento, luz, sonido o calor.

Algunos receptores muy comunes son: las lámparas, motores, estufas, altavoces, electrodomésticos, máquinas, etc.

Elementos de control

Estos elementos nos permiten maniobrar con el circuito conectando y desconectando sus diferentes elementos  según nuestra voluntad.

Los elementos de control más empleados son los interruptores, pulsadores y conmutadores.

Elementos de protección

Estos elementos tienen la misión de proteger a la instalación y sus usuarios de cualquier avería que los pueda poner en peligro.

 Los más empleados son los fusibles y los interruptores de protección.

7.    Receptores.

R: Receptores

 Son los componentes que reciben la energía eléctrica y la transforman en otras formas más útiles para nosotros como: movimiento, luz, sonido o calor.

Algunos receptores muy comunes son: las lámparas, motores, estufas, altavoces, electrodomésticos, máquinas, etc.

8.    Elementos de protección.

R: Estos elementos tienen la misión de proteger a la instalación y sus usuarios de cualquier avería que los pueda poner en peligro.

 Los más empleados son los fusibles y los interruptores de protección.

9.    Explica la ley de Ohm.

R: La ley de Ohm, postulada por el físico y matemático alemán Georg Simon Ohm, es una ley de la electricidad. Establece que la diferencia de potencial V que aparece entre los extremos de un conductor determinado es proporcional a la intensidad de la corriente I que circula por el citado conductor. Ohm completó la ley introduciendo la noción de resistencia eléctrica  R; que es el factor de proporcionalidad que aparece en la relación entre V e I:

V = R \cdot I \,

La fórmula anterior se conoce como ley de Ohm incluso cuando la resistencia varía con la corriente,1 2 y en la misma, V corresponde a la diferencia de potencial,  R a la resistencia e I a la intensidad de la corriente. Las unidades de esas tres magnitudes en el sistema internacional de unidades son, respectivamente, voltios (V), ohmios (Ω) y amperios (A).

Otras expresiones alternativas, que se obtienen a partir de la ecuación anterior, son:

I = \frac V R  válida si 'R' no es nulo

R = \frac V I  válida si 'I' no es nula

En los circuitos de alterna sinodal, a partir del concepto de impedancia, se ha generalizado esta ley, dando lugar a la llamada ley de Ohm para circuitos recorridos por corriente alterna, que indica:3

 I= \frac{V}{Z}

Siendo I corresponde al fasor corriente, V al fasor tensión y  Z a la impedancia.

10. Define potencia y energía.

R:

Energía

Los físicos definen la palabra energía como la cantidad de trabajo que un sistema físico es capaz de producir. La energía, de acuerdo con la definición de los físicos, no puede ser creada, ni consumida, ni destruida.

Potencia

La potencia eléctrica suele medirse en vatios (W), kilovatios (kW), megavatios (MW), etc. La potencia es transferencia de energía por unidad de tiempo.

11. En un circuito en serie si tenemos tres resistencias de 1, 2 y 6 ohmios respectivamente la resistencia total será mayor, menor o igual que cada una de las resistencias? Justifica tu respuesta.

R: Todos los compenentes eléctricos y electrónicos presentan en mayor o menor medida una cierta resistencia al paso de la corriente, si bien ésta suele ser pequeña. Hay sin embargo componentes eléctricos denominados resistencias que se introducen en los circuitos para dificultar el paso de la corriente, bien sea para disminuir la intensidad, protegiendo así los demás componentes, bien para obtener calor por efecto Joule en la propia resistencia, como es el caso de las cocinas y las calefacciones eléctricas domésticas, cafeteras, hornos de secado industriales, etc.

12. Si tenemos un circuito serie con una pila de 12V y tres bombillas y otro circuito paralelo con la misma pila y las mismas bombillas ¿Qué bombillas lucirán más las de serie o paralelo? Justifica tu respuesta.

R:

Al ser un circuito en serie RTOTAL = R1+ R2+ R3 por tanto la resistencia total siempre es mayor que cualquiera de las resistencias, en este caso sería   RT = 1 + 2 + 6 = 9 Ω

13. En un circuito en paralelo si tenemos tres resistencias de 1, 2 y 6 ohmios respectivamente la resistencia total será mayor, menor o igual que cada una de las resistencias? Justifica tu respuesta

R: Al preguntar qué bombillas lucirán más, lo que realmente está preguntando es por qué bombilla circula más intensidad de corriente por las que están en serie o en paralelo.

Aplicando la ley de Ohm   I TOTAL = V TOTAL / RTOTAL

El voltaje es el mismo para ambos circuitos, luego pasará mayor intensidad por el que tenga menor resistencia. La resistencia total en serie es mayor que cualquiera de las resistencias, en cambio en paralelo al ser la inversa, la resistencia total es menor que cualquiera de las resistencias por ello la intensidad es mayor en un circuito paralelo que serie siempre que tengan  los mismos elementos.

14. Calcula la resistencia equivalente de tres resistencias de 1, 4 y 8 Ω en cada uno de los siguientes casos:

a)    Están asociadas en serie.

b)   Están asociadas en paralelo.

R: Queda contestada en la pregunta anterior pero en este caso podemos demostrarlo ya que tenemos valores numéricos.

           

                                                                      Calculando el denominador tenemos:

1/1+1/2+1/6 = 6/6 + 3/6 + 1/6 =10/6

El resultado de la resistencia total es menor que cualquiera de las resistencias, si os fijáis = 0,6Ω es más pequeña que 1 Ω que es el valor de la resistencia menor del circuito.

15. En el circuito de la figura calcula:

a)    Resistencia total.

b)   Voltaje total.

c)    Intensidad total.

R: a) RT = R1 + R2 + R3 = 1 + 4 + 8 = Ω  ( Asociación en serie)

b) 

                                                                       

                                    

                                                                

                       1/1 + 1/4  + 1/8 = 8/8 + 2/8 + 1/8 = 11/8

                      

16. En el circuito de la figura calcula:

a)    Resistencia total.

b)   Voltaje total.

c)    Intensidad total.

R: Es un circuito serie, eso es lo primero que tenemos que ver aunque no lo pidan.

a)        RT = R1 + R2 + R3 = 5 + 1+ 3 = 9 Ω

b)        VT = 4, 5 V  ( Es el valor de la pila)

c)        Aplicando la ley de Ohm   I TOTAL = V TOTAL / RTOTAL

                                              

IT = 4,5/ 9 = 0,5 A

17. En el circuito de la figura calcula:

a)     Intensidad  para cada resistencia.

b)   Voltaje  para cada una de las resistencias.

R: Es un circuito paralelo.

a)

           

1/ 2 + 1/ 4 + 1/ 1 =2/ 4 +  1/4 + 4/4 =7/4

           

                       

b) VT = 3 V

c) Aplicando la ley de Ohm   I TOTAL = V TOTAL / RTOTAL

    IT = 3/ 0,57 = 5,26 A

18. En el circuito de la figura calcula:

a)    Voltaje  para cada una de las resistencias.

b)   Intensidad  para cada resistencia.                                                      

R: Es un circuito en serie que además tiene dos pilas en serie.

No pregunta las preguntas básicas como la resistencia total voltaje total, intensidad total pero eso no implica que no tengas que calcularlo, es recomendable calcular todos esos datos antes de pasar a los apartados concretos.

RTOTAL = R1 + R2 = 20 + 30 = 50 Ω

VTOTAL = V1 + V2 = 4,5 + 4,5 = 9 V

ITOTAL = VTOTAL/ RTOTAL = 9/ 50 = 1,8 A

Ahora ya podemos resolver las cuestiones.

a)        La intensidad por cada resistencia en un circuito en serie coincide con la intensidad total por tanto pasa 1, 8 A = IR1 = IR2 = ITOTAL

b)       

VR1 = IR1. R1 = 1,8. 20= 3,6 V

VR2 = IR2. R2 = 1,8. 30= 5,4 V

19. Una estufa tiene una potencia de 2000 w y está conectada durante 3 horas a un voltaje de 220 v.

Calcula:

a)    Energía consumida en Kwh.

b)   Intensidad que circula por la plancha.

c)    Resistencia de la plancha

R: 19. Es similar al anterior pero ahora está en paralelo. Primero se calculan los totales aunque no los pidan y después se resuelven los apartados.

                                                               1/R1 + 1/ R2  = 1/3 + 1/ 6= 2/6 + 1/6 = 3/6

VT = 6 V

IT = VT/RT = 6/2 = 3 A

a)        El voltaje al ser en paralelo es el voltaje total de la pila por tanto 6 V

b)        IR1 = VR1/ R1 = 6/3 = 2 A               IR2 = VR2/ R2 = 6/6 = 1 A

20.      P = 2000 w = 2 Kw.

V = 220 V                                          P = E / t   ;  E = P. t = 2. 3 = 6 kw. H

t = 3 horas             

E =?                                            P = V . I ;   I = P /V = 2000/220 = 9,09 A

I = ?

R =?                                       V= I. R ;      R= V/I = 220/ 9,09 = 24,2 Ω