Download Segunda clase. 16 ene Conductores, semiconductores y aislantes
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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