Download Segunda clase. 16 ene Conductores, semiconductores y aislantes

Tema 21.2
Tensión, Intensidad y Resistencia
1
Potencial eléctrico
•Se llama potencial en un punto de un campo eléctrico
al trabajo que ha de realizarse para llevar a dicho punto
la unidad de carga eléctrica positiva desde el límite del
campo (infinito).
• En un campo de energía potencial el sistema tiende a
moverse hacia los puntos donde la energía potencial es
más pequeña (ej. Campo gravitatorio).
•
Si la carga que genera el campo es positiva, se
tiende a mover para disminuir el potencial y si es
negativa, se tiende a mover para aumentar el potencial.
2
Símil hidráulico
Caudal
=> Intensidad de corriente
Altura de agua => Presión : Tensión
Tamaño del orificio => Inverso de la
Resistencia
Caudal = Altura agua x tamaño orificio
3
Analogía hidráulica con respecto a la tensión o voltaje
Tres recipientes llenos de líquido, cuyos tubos de salida se encuentran al mismo nivel.
El líquido del recipiente "B", saldrá con mayor presión que por la del "A“.
Del recipiente "C", aunque se encuentra al mismo nivel que el "A", saldrá a mayor
presión porque se ejerce presión con un émbolo.
El voltaje sería algo similar a la presión que se ejerce sobre el “C”. ¡Ojo a la diferencia!
en circuito eléctrico abierto no hay corriente
Si la presión del sistema hidráulico aumenta, la fuerza de la corriente del líquido que
fluye por la tubería también aumenta, siempre que no varíe el orificio.
De igual forma, cuando se incrementa el voltaje, la intensidad de la corriente de
electrones que fluye por el circuito eléctrico también aumenta, siempre que no varíe la
4
resistencia.
Diferencia de Potencial
• La tensión o diferencia de potencial (también
denominada voltaje) es una magnitud física que
cuantifica la diferencia de potencial eléctrico entre
dos puntos.
• Cuanto mayor sea la diferencia de potencial, mayor
será la energía adquirida por las cargas eléctricas o
electrones, y mayor será la corriente (una vez cerrado el
circuito).
5
Tensión eléctrica y sus tipos
•Al igual que la corriente, la tensión puede ser alterna
(AC) o continua (DC).
•Tensión continua.- Presenta continuamente un polo
activo con carga positiva y otro con carga negativa:
pilas, baterías, fuentes de alimentación, etc.
6
Tensión eléctrica y sus tipos
•Tensión alterna (AC).- Varía cíclicamente el signo de la
carga eléctrica de los polos activos, así como la
cantidad de esa carga.
•En Europa la tensión habitual es de onda sinusoidal y
50 c/s o Hz. (uso doméstico e industrial, alumbrado
público, transporte de energía, etc.)
7
Generación de Tensión eléctrica
•La tensión se crea en los generadores eléctricos:
Aparatos que transforman en energía eléctrica otro
tipo de energías tales como mecánica o química. Pe.
dinamos (DC), alternadores (AC) o baterías (DC).
8
Generación de Tensión eléctrica
Generador: Dispositivo capaz de mantener una diferencia de
potencial entre dos de sus puntos (llamados polos, terminales o
bornes).
Para tensión alterna se transforma la energía mecánica en
eléctrica mediante un campo magnético sobre los conductores
eléctricos dispuestos sobre una armadura (denominada
estator). Así se genera la tensión AC.
9
Generación de Tensión eléctrica
Para tensión continua puede obtenerse directamente de
baterías o acumuladores, o bien generarse mediante el
rectificado y posterior filtrado de la tensión de alterna.
10
Unidad de tensión eléctrica
•La unidad de tensión eléctrica es el voltio (V): Diferencia de
potencial a lo largo de un conductor cuando una corriente de
un amperio desarrolla un vatio de potencia.
•También se puede definir como la diferencia de potencial
existente entre dos puntos tales que para trasladar del uno al
otro la carga de un Culombio hay que realizar un trabajo de
un Julio (joule) :
•El instrumento de medición para medir la tensión eléctrica es
el voltímetro.
11
Generador trifásico
la suma es
nula.. neutro
12
Esquema sistema eléctrico
13
CPE: Conexión puesta a tierra
Facilita el sistema de protecciones automáticas
14
FORMAS DE CONTACTO ELÉCTRICO DIRECTO

CONTACTO CON DOS
CONDUCTORES
CONTACTO CON UN
CONDUCTOR ACTIVO Y TIERRA
ST. XI. 15
15
Resistencia eléctrica 3ª clase 21 ene
•La resistencia eléctrica: Propiedad de un objeto que indica su
oposición al paso de corriente. Es directamente proporcional a la
longitud e inversamente proporcional a su sección transversal:
𝑙𝑙
𝑅𝑅 = 𝜌𝜌
𝑆𝑆
ρ: coeficiente de resistividad del material (>>>Ver tabla)
Se mide en ohmios (Ω).
•Depende de su geometría y de su coeficiente de resistividad a
determinada temperatura:
A mayor longitud mayor R.
A mayor sección menor R.
• La resistencia de los metales aumenta con la temperatura
Tabla Resistividades eléctricas
Material
Resistividad (a 20 °C) (Ω·m)
Plata
1,59 x 10-8
Cobre
1,71 x 10-8
Oro
2,35 x 10-8
Aluminio
2,82 x 10-8
Wolframio
5,65 x 10-8
Níquel
6,40 x 10-8
Hierro
9,71 x 10-8
Platino
10,60 x 10-8
Estaño
11,50 x 10-8
Acero inoxidable
301
72,00 x 10-8
Grafito
60,00 x 10-8
17
Valor de una resistencia eléctrica
El código de colores
18
Medida de la tensión eléctrica
•Hay que conectar cada punta del polímetro (función
voltímetro) a los puntos con distinto potencial eléctrico.
19
Medida de la intensidad eléctrica
•Hay que intercalar las puntas del polímetro (función
amperímetro) en el punto donde queremos medir, es
decir, el polímetro debe quedar en serie con el cable o
línea de corriente objeto de la medida.
20
Medida de la resistencia eléctrica
•Hay que conectar las puntas del polímetro (función
ohmmímetro) en los extremos del elemento resistivo, con
las siguientes precauciones:
- Desconectar la tensión del circuito.
- Desconectar, al menos, un borne del elemento
resistivo.
21
22