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Características y magnitudes de los
circuitos eléctricos
Módulo: Electrotecnia
Juan Amigo S.
Mecánica Industrial
Año 2013
Electroestática
Los átomos están formados por partículas
distribuidas en el núcleo y la corteza. En el núcleo
nos encontramos con los neutrones (partículas
sin carga y con masa) y protones (partículas con
carga positiva y masa). En la corteza girando
alrededor del núcleo nos encontramos a los
electrones (partículas con masa despreciable y
carga negativa).
Cuando el número de protones y
electrones es el mismo tenemos átomos neutros,
mientras que si el número de ambos no coincide
tenemos iones, átomos cargados.
Iones
• Ion positivo (catión) : El número de protones
es mayor que el número de electrones.
•
Ion negativo (anión): El número de
electrones es mayor que el número de
protones.
Materiales eléctricos
Líneas de fuerza entre cargas de signos
opuestos
Corriente eléctrica
• El movimiento de los electrones a través de un
conductor. Según el tipo de desplazamiento
diferenciamos entre corriente continua y
alterna.
Corriente continua:
En la corriente continua los electrones se desplazan
siempre en el mismo sentido.
Corriente alterna
• En la corriente alterna los electrones cambian
de sentido en su movimiento 50 veces por
segundo. El movimiento descrito por los
electrones en este caso es sinusoidal.
Magnitudes básicas
• Intensidad de corriente eléctrica.
• Diferencia de potencial, voltaje o
tensión eléctrica.
• Resistencia eléctrica.
Intensidad de corriente eléctrica (I)
• Es la cantidad de electrones que circula por un
diámetro determinado de conductor en un
tiempo estimado, también llamado intensidad
de corriente es el flujo de electrones. Se mide
en coulomb por segundos (C/s) y su unidad es
el ampere (A).
I = q / t (siendo q la carga y t el tiempo)
El amperio es una unidad muy grande
equivalente al paso de 6,24x1018
electrones por segundo.
Diferencia de potencial eléctrico(V)
• Representada con las letras ( V, E o U) es el
trabajo realizado por un joule para transportar de
un sitio a otro un coulomb, también llamado
tensión, se mide en Joule sobre Coulomb (J/C) y
su unidad es el voltio ó volt (V).
Resistencia eléctrica
• Mide la oposición que ofrece un material al paso de corriente eléctrica. Se
mide en Ohmios (Ω).
• La resistencia que ofrece un material al paso de corriente eléctrica viene
determinada por su longitud su sección y sus características según la
ecuación:
• R = ρ x (l / S)
• Atendiendo a esta resistencia los materiales se clasifican en dos grandes
grupos:
•
Conductores: permiten el paso de corriente eléctrica, metales, agua,….
•
Aislantes: no permiten el paso de corriente eléctrica, madera,
plástico,…
• Ohm realizó numerosos experimentos
analizando los valores de estas tres magnitudes
observando que si aumentaba la resistencia
manteniendo fija la intensidad, aumentaba el
voltaje. Si aumentaba la intensidad manteniendo
fija la resistencia, aumentaba el voltaje. Es decir
la resistencia y la intensidad son directamente
proporcionales al voltaje.
• Estos experimentos llevaron a Ohm a enunciar su
ley para el cálculo de las magnitudes básicas de
un circuito eléctrico de la siguiente forma:
Ley de Ohm
•V = I · R
Analogía entre la electricidad y la
mecánica de fluidos.
Energía eléctrica
• La energía o trabajo eléctrico, W, es el
producto de la fuerza electromotriz necesaria
para transportar las cargas eléctricas por el
valor de estas cargas.
• Se mide en Joules (J). Un Joule es un watt por
segundo, J = w · s
Energía eléctrica
•
•
•
•
E = W = fem · carga = V · q = V · I · t
I= corriente, V= voltaje, t= tiempo
q= carga
Fem: Fuerza electromotriz
Potencia eléctrica (P)
• La potencia eléctrica podemos definirla como
la cantidad de energía eléctrica generada o
transformada por unidad de tiempo.
• P = Trabajo / Tiempo = (V x I x t ) / t
• P=VxI
Instrumentos de medida
• Para medir las diferentes magnitudes
eléctricas, existen instrumentos específicos
siendo los más utilizados el voltímetro, el
amperímetro, el ohmmetro y el multímetro (
multitester ).
Amperímetro
• Mide la intensidad de la corriente.
• Se conecta en serie con el circuito.
• La resistencia interna del aparato es muy
pequeña por lo que apenas afecta a la corriente
del circuito.
• También aquí debemos seleccionar la escala
adecuada a la intensidad que vamos a trabajar.
• Si conectamos el aparato en paralelo podemos
dañarlo.
Algunos modelos
Conexión amperímetro
Voltímetro.
• Mide el voltaje o tensión eléctrica.
• El aparato se conecta en paralelo con el
componente o generador cuya tensión se quiere
medir.
• La resistencia interna del aparato es muy alta de
modo que a través de él casi no circula corriente.
Suele tener varias escalas, voltios o milivoltios
siendo preciso elegir la escala adecuada a la
tensión que se va a medir.
• Si trabajamos con tensiones muy elevadas
debemos tener cuidado para no dañarlo.
Algunos modelos
Conexión voltímetro
Multímetro ( multitester )
• Es más avanzado que los anteriores, nos
permite
medir
tensión,
intensidad,
resistencia,… en diferentes escalas de medida.
Puede ser analógico o digital.
Algunos modelos