0102) Variables Eléctricas
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8/18/2019 0102) Variables Eléctricas
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02) Variables Eléctricas
Capítulo 01)
Principios de Electricidad
FACULTAD DE CE!CA" E#ACTA"DEPA$TA%E!T& DE CE!CA" F'"CA"
F%F 1(( ELECT$CDAD %A*!ET"%&!*E!E$'A E! "E*U$DAD P$EVE!C+! DE $E"*&"
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8/18/2019 0102) Variables Eléctricas
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Contenidos
• Corriente Eléctrica,• Volta-e . Fuentes de Volta-e,• Potencia,
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Electrones Libres• Los /ateriales estn
constituidos por arios to/os3ue poseen partículas concar4a eléctrica 5protones .
electrones),• En los conductores eléctricos
co/o el cobre u otros /etaleslos electrones de las 6rbitas/s le-anas no per/anecenunidos a sus respectiosto/os . ad3uieren libertad de/oi/iento al interior del/aterial, Estas partículas se
deno/inan electrones libres,
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Conductor Aislado
• En un conductor aislado los electrones libres se7allan en /oi/iento aleatorio debido a laa4itaci6n tér/ica, –
Cada electr6n se /uee a una rapide8 pro/edio /u.4rande 5/illones de 9/:7ora)
• !o e;iste nin4
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Conductor con>atería
• Al /is/o conductor delar4o L le conecta/os unabatería de olta-e V en los
e;tre/os – "e produce un ca/po
eléctrico E en el interior delconductor 3ue se despla8acon una elocidad cercana a
la de la lu8, – Los electrones libres se
ordenan 5aun3ue nototal/ente debido a laa4itaci6n tér/ica) .
co/ien8an a /oerse ensentido contrario al ca/po
V
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CorrienteEléctrica,
De?nici6n
Unidad deCorriente en "@A/pere o AB
• "i a traés de cual3uiersecci6n transersal
pasa una car4a neta ∆3en un interalo detie/po ∆t deci/os 3uese 7a establecido unacorriente eléctrica en
donde
t
qI
∆
∆= [ ] C 1 A 1
S
=
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Consideraciones4enerales acerca
de la corriente
eléctrica,• Tal co/o el a4ua en unatubería la corrienteper/anece constante a lolar4o del conductoraun3ue el rea de su
secci6n transersal seaariable,
• "i bien en los /etales losportadores de car4a son loselectrones en los
electrolitos o enconductores 4aseosos5plas/as) los portadorespueden ser iones positiosne4atios o a/bos,
• En 4eneral el /oi/iento deelectrones en una direcci6n ese3uialente al /oi/iento deportadores de car4a positia57uecos) en la direcci6n opuesta
• Conenio@ La direcci6n de lacorriente es la direcci6n en 3ue se/ueen las car4as positias a
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Densidad deCorriente
• Una cantidad /icrosc6pica relacionada con lacorriente es el ector densidad de corriente,
• Para una corriente distribuida unior/e/ente enun conductor de rea de secci6n transersal A el/6dulo de la densidad de corriente est dada por@
• La direcci6n del ector est dada por la direcci6n de/oi/iento de las car4as positias,
I
J J A= =
r
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Tipos de Corriente
CorrienteContinua o
Directa 5CC)
Corriente 3ueper/anece
constante en el
tie/po
Corriente Alterna5CA)
Corriente 3ue aríasenoidal/ente con
el tie/po
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Corriente eléctrica atraés del cuerpo 7u/ano,
• La corriente eléctrica puede a
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Eectos Directos e ndirectosde la Corriente Eléctrica
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Fuer8a Electro/otri8 5FE%)• Al conectar un ala/bre entre
los polos de una uente deener4ía eléctrica seestablece un /oi/iento de
car4as las cuales salen porel polo positio . retornanpor el polo ne4atio
• La uente reali8a un traba-ointerno para transportaruna cantidad de car4a 3desde el polo ne4atio 7astael polo positio de /odo 3ueéstas uelan a reiniciar el
recorrido,
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Fuer8a Electro/otri8 5FE%)• "e de?ne la uer8a electro/otri8 5FE% ε)
dierencia de potencial olta-e o tensi6n dela uente co/o@
– La e/ se /ide en olts o VB,
• De acuerdo a su /a4nitud los olta-es o
tensiones se clasi?can en@ – >a-a tensi6n@ Valor no/inal inerior o i4ual a
1000 VB en alterna . 100 VB en continua, – Alta tensi6n@ Valor no/inal superior a 1000 VB
en alterna . 100 VB en continua,
W =
qε
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Fuentes de FE%
• "on dispositios 3ue conierten cual3uierotra or/a de ener4ía en ener4ía eléctrica,
• Tiene dos re4iones o 8onas deno/inadas
polosG o bornesG – Un polo positioG de eleado potencial
eléctrico, – &tro polo ne4atioG de ba-o potencial
eléctrico,
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Fuentes de FE%Ener4ía 3uí/ica ⇒ ener4ía eléctrica
Pila de odo:litio
>atería de cidoHplo/o
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Fuentes de FE%
*eneradoreseléctricos@ Ener4ía
/ecnica ⇒ ener4ía
eléctrica
Fuentes de ali/entaci6n@
Transor/a corrientealterna a corrientecontinua a traés de
procesos de recti?caci6n
. ?ltrado,
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Acopla/iento de uentes deFE%
Fuentesen
paralelo• Los polos del /is/o si4no
se conectan entre sí4enerndose dos polos
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Dierencia de potencial en unele/ento
• En la ?4ura se representa la tensi6n entre lose;tre/os de un ele/ento 5representado por unblo3ue rectan4ular) conectado a los puntos a . b,
• Los si4nos /s 5I) . /enos 5H) se usan parade?nir la direcci6n o polaridad de la tensi6n dereerencia,
• El olta-e ab puede interpretarse de dos/aneras@ – El punto a est a un potencia de ab VB /a.or 3ue el
punto b, – El potencial eléctrico en el punto a respecto del punto b
es ab VB,
• De esto se desprende l64ica/ente 3ue
•
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Dierencia de potencial en unele/ento
El punto a tiene IK VB /s 3ue elpunto b
El punto b tiene HK VB /s 3ue elpunto a
Una caída de tensi6n o olta-e de a a b es
e3uialente a un au/ento de tensi6n de b a a,
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Dos c7icos A . >apostaron a 3uiénleantaba /s rpido uncuerpo de peso 200 !B7asta una altura de
/B aliéndose de unapolea,
El c7ico A tarda 10 sB enleantar la /asa
/ientras 3ue > de/ora1 sB,
Dos c7icos A . >
apostaron a 3uiénleantaba /s rpido uncuerpo de peso 200 !B7asta una altura de
/B aliéndose de unapolea,
El c7ico A tarda 10 sB enleantar la /asa
/ientras 3ue > de/ora1 sB,
Concepto de Potencia
A/bos c7icos leantaron el /is/o cuerpo en la/is/a distancia por lo tanto e-ercieron el /is/otraba-o sobre éste@
A/bos c7icos leantaron el /is/o cuerpo en la/is/a distancia por lo tanto e-ercieron el /is/otraba-o sobre éste@
[ ] [ ] [ ]J 1000 m5 N 200 d F W =⋅=⋅=
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La dierencia entre
a/bos c7icos es eltie/po e/pleado parareali8ar el traba-o,
En este caso el chico A
es más potente (odesarrolló más potencia) 3ue el > 5por lo 3uese4ura/ente A ter/in6/s a4otado 3ue >)
La dierencia entre
a/bos c7icos es eltie/po e/pleado parareali8ar el traba-o,
En este caso el chico A
es más potente (odesarrolló más potencia) 3ue el > 5por lo 3uese4ura/ente A ter/in6/s a4otado 3ue >)
Concepto de Potencia
Defnición@ "e lla/a potenciaM 5desarrollada por un7o/bre o una /3uina) al cuociente entre el traba-oeectuado . el tie/po e/pleado en reali8arlo,
Defnición@ "e lla/a potenciaM 5desarrollada por un7o/bre o una /3uina) al cuociente entre el traba-oeectuado . el tie/po e/pleado en reali8arlo,
t
w P =
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En el siste/a %N" la unidad de potencia es el attB6 BEn el siste/a %N" la unidad de potencia es el attB6 B
Unidades de Potencia
Del anlisis anterior se deduce3ue@
Del anlisis anterior se deduce3ue@
[ ]
⋅=
⋅=
=
s
mN1
s
mN1
s
J1W 1
VelocidadFuerzaTiempo
Trabajootencia ⋅==
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2O
En el ejemplo inicial.....
[ ][ ]
[ ]W 1!!s1!
J1!!! A ==
[ ][ ]
[ ]W ""#"$s1%
J1!!!& ==
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Potencia en co/ponenteselectr6nicos
• Potencia es la ariaci6n respecto deltie/po de entre4a o absorci6n de laener4ía /edida en atts,
• Esta relaci6n se escribe co/o
• Donde P es la potencia instantnea en
attB es la ener4ía entre4ada oabsorbida en QB . t es el tie/po en sB,
•
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Potencia en co/ponenteselectr6nicos
• "e puede deducir 3ue@
• Así la potencia absorbida o su/inistrada
por un ele/ento es el producto de latensi6n entre los e;tre/os del ele/ento . lacorriente a traés de él,
• "i la potencia tiene si4no positio 5I) espotencia absorbida por el ele/ento,
• "i la potencia tiene si4no ne4atio 5H) espotencia su/inistrada o entre4ada por el
ele/ento,
•
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Conenci6n pasia de si4nos
Corriente entra por lapolaridad positia de la
tensi6n . sale por la
polaridad ne4atia de latensi6n
Ele/entoabsorbe
potencia
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Conenci6n pasia de si4nos
Corriente entra por lapolaridad ne4atia de la
tensi6n . sale por la
polaridad positia de latensi6n
Ele/entoentre4a
potencia
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/portante
• La corriente eléctricasie/pre ocurre a
traés de un ele/ento,• La tensi6n eléctrica o
olta-e sie/pre ocurre@ –
Entre los e;tre/os delele/ento, –Entre dos puntos,
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