Trabajo escrito sobre fundamentos de la electricidad

Cindy mayerli Monsalve Heyder Camilo soler Johan Javier Valcrcel Luis Fernando Velasco casas

GRUPO 177087 SUBGRUPO. #6

Sena ceet Bogot D.C 7 - oct - 2011

Introduccin

Por medio de este trabajo presento y doy a conocer varios fundamentos de la electrnica, los fundamentos de la electrnica vemos lo que son las leyes que se pueden ver y tambin que son bases fundamentales. Algunas de estas leyes se nombran en este trabajo como es la ley de de ohm, la ley de watt. No solo hablamos de las leyes sino que tambin tenemos que hablar sobre las magnitudes que tenemos que ver durante el proceso de realizacin de este trabajo. Bien entonces para enfatizar un poco vamos am mirar distintos conceptos de la electrnica que nos llevara a un apoyo durante este proceso de aprendizaje.

Objetivos

Mirar cuales son las leyes con las que podemos dar solucin a un circuito elctrico, e identificar sus diferentes elementos Demostrar los diferentes conceptos de cada elemento electrnico a trabajar y saber cmo interpretarlo Observar las distintas magnitudes que se utilizan durante el proceso de aprendizaje de la electrnica

Contenido

Corriente elctrica.1 Corriente alterna...2 Magnitudes elctricas..3 Ley de ohm....4 Potencia elctrica.5 Ley de watt6 Potencia elctrica en circuitos A.C...7 Inductancia..8 Capacitancia9 Circuito elctrico10 Conclusiones11 Bibliografa.12

Corriente Elctrica

Es una corriente de electrones que atraviesa un material. Algunos materiales como los "conductores" tienen electrones libres que pasan con facilidad de un tomo a otro. Estos electrones libres, si se mueven en una misma direccin conforme saltan de un tomo a tomo, se vuelven en su conjunto, una corriente elctrica. Para lograr que este movimiento de electrones se de en un sentido o direccin, es necesario una fuente de energa externa.

(Figura1.representacion del flujo de corriente elctrica)

Es el movimiento de las cargas entre dos puntos que no se hallan al mismo potencial, por tener por tener uno de ellos un exceso de electrones respecto al otro. La corriente elctrica se mide en Amperios (A) y se simboliza con la letra I. Hasta aqu se ha supuesto un flujo de corriente da va de un terminal a otro en, forma continua. A este flujo de corriente se le llama corriente continua. Hay otro caso en que el flujo de corriente circula, en forma alternada, primero en un sentido y despus en el opuesto. A este tipo de corriente se le llama corriente alterna.

Como vimos anteriormente encontramos la definicin acerca de del significado de corriente elctrica.

Corriente Alterna

La corriente alterna (como su nombre lo indica) circula por durante un tiempo en un sentido y despus en sentido opuesto, volvindose a repetir el mismo proceso en forma constante. Este tipo de corriente es la que nos llega a nuestras casas y la usamos para alimentar la TV, el equipo de sonido, la lavadora, la refrigeradora, etc. En el siguiente grfico se muestra el voltaje (que es tambin alterno) y tenemos que la magnitud de ste vara primero hacia arriba y luego hacia abajo (de la misma forma en que se comporta la corriente) y nos da una forma de onda llamada: onda senoidal.

(figura2.onda senoidal)

El voltaje vara continuamente, y para saber que voltaje tenemos en un momento especfico, utilizamos la frmula; V = Vp x Seno () donde Vp = V pico (ver grfico) es el valor mximo que obtiene la onda y es una distancia angular y se mide en grados. Para cada distancia angular

diferente el valor del voltaje es diferente, siendo en algunos casos positivos y en otros negativos (cuando se invierte su polaridad). Es la corriente elctrica que vara intervalos peridicos en magnitud y en su sentido, las caractersticas acerca de la corriente alterna pueden ser: Ciclo Frecuencia Periodo Longitud

Magnitudes elctricas fundamentales

Intensidad: es la cantidad de electrones que circula por un conductor en una unidad de tiempo

I=N/tAmperio: unidad que se emplea para medir la intensidad, se define como el paso e un columbio(6,28*10 electrones) en un segundo. Para medir corrientes muy grandes o muy pequeos, se emplean los mltiplos y sub-mltiplos18

Tensin: es la diferencia de los potenciales que existe en los extremos de una carga elctrica oentre dos conductores. Cuando se emplea corriente alterna trifsica-tetra filar, es necesario tener presente que se originan dos tipos de tensiones

Tensin de lnea: es la diferencia de potencial entre dos conductores de lnea o entre fases(RS-RT-ST)

Tensin De Fase: es la diferencia potencial que hay entre un conductor de lnea o fase y elneutro

Voltio: es la unidad que se emplea para medir la tensin, se define como la diferencia depotencial que causa el paso de un columbio para producir un julio de trabajo

Resistencia: es la oposicin o dificultad ofrece un conductor al paso de la corriente. Resistencias variables: las cuales son posibles cambiar el valor resistivo de acuerdo adeterminadas necesitadas, constan de un elemento de resistencia circular

Ley de Ohm

La Ley de Ohm se puede entender con facilidad si se analiza un circuito donde estn en serie, una fuente de voltaje (una batera de 12 voltios) y un resistor de 6 ohms (ohmios). Se puede establecer una relacin entre el voltaje de la batera, el valor del resistor y la corriente que entrega la batera y que circula a travs del resistor. Esta relacin es: I = V / R y se conoce como la Ley de Ohm. Entonces la corriente que circula por el circuito (por el resistor) es: I = 12 Voltios / 6 ohms = 2 Amperios.

De la misma frmula se puede despejar el voltaje en funcin de la corriente y la resistencia, entonces la Ley de Ohm queda: V = I x R. Entonces, si se conoce la corriente y el valor del resistor se puede obtener el voltaje entre los terminales del resistor, as: V = 2 Amperios x 6 ohms = 12 Voltios Al igual que en el caso anterior, si se despeja la resistencia en funcin del voltaje y la corriente, se obtiene la Ley de Ohm de la forma: R = V / I. Entonces si se conoce el voltaje en el resistor y la corriente que pasa por el se obtiene: R = 12 Voltios / 2 Amperios = 6 ohms

Es interesante ver que la relacin entre la corriente y el voltaje en un resistor es siempre lineal y la pendiente de esta lnea est directamente relacionada con el valor del resistor. As, a mayor resistencia mayor pendiente.

Con un valor de resistencia fijo: La corriente sigue al voltaje. Un incremento del voltaje, significa un incremento en la corriente y un incremento en la corriente significa un incremento en el voltaje. Con el voltaje fijo: Un incremento en la corriente, causa una disminucin en la resistencia y un incremento en la resistencia causa una disminucin en la corriente

Potencia

es la multiplicacin de la corriente (en amperios) por el voltaje (en voltios). P = I x V

La unidad de potencia elctrica es el watt o vatio. Hay mltiplos y submltiplos del watt como: - kilowatt o motivation = 1 watt / 1000 - kilowatt o kilovatio = 1000 watts - megawatt o megavatio = 1000000 watts

Si en una resistencia I = 0.25 amperios y V = 3 Voltios P = I x V = 0.25 x 3 = 0.75 watts = 750 miliwatts Con ayuda de la ley de Ohm, se obtienen los siguientes resultados P=V /R P=I xR2 2

En la primera frmula se puede obtener la potencia elctrica sin tener el valor de la corriente y en la segunda frmula se obtiene la potencia sin tener el valor del voltaje Estas frmulas son muy til para hallar la potencia en una resistencia (La ley de Joule), donde la energa se convierte en calor. Pero la energa elctrica no siempre se transforma en calor. En el caso de un motor elctrico, la potencia se convierten movimiento mecnico. En una emisora de radio o televisin la potencia se convierte en gran parte en ondas electromagnticas. En un equipo de sonido la potencia se convierten ondas sonoras. En un bombillo / foco la potencia se convierte en luz y calor. Normalmente el calor que se disipa no se aprovecha y se considera potencia perdida o potencia intil. La idea principal en los motores, bombillos, etc. es lograr que la potencia que se les suministra sea aprovechada al mximo, de manera que la potencia perdida en calor y otros sea mnima.

Para saber que tambin se logra esto, se utiliza el "rendimiento" Rendimiento = Potencia de salida / Potencia de entrada

Ley de watt

La potencia elctrica suministrada por un receptor es directamente proporcional a la tensin de la alimentacin (v) del circuito y a la intensidad (I) que circule por l. P = V. I

Si se aplica una diferencia de potencial a un circuito, este ser recorrido por una determinada cantidad de corriente elctrica que se transformara en otra forma de energa. Realizndose de esta manera un trabajo elctrico que ser proporcional a la tensin y a la cantidad de corriente que recorre el circuito

La ley de watt se define matemticamente mediante a la siguiente ecuacin algebraica: P= I*E

Vatio: El vatio o watt es la unidad de potencia del Sistema Internacional de Unidades. Su smbolo es W. Es el equivalente a 1 julio por segundo (1 J/s) y es una de las unidades derivadas. Expresado en unidades utilizadas en electricidad, el vatio es la potencia producida por una diferencia de potencial de 1voltio y una corriente elctrica de 1 amperio (1 VA). La potencia elctrica de los aparatos elctricos se expresa en vatios, si son de poca potencia, pero si son de mediana o gran potencia se expresa en kilovatios (kW) que equivale a 1000 vatios. Un kW equivale a 1,35984 CV (caballos de vapor).

Cuando se hizo el anlisis de la potencia que consuma una resistencia (La ley de Joule), cuando era atravesada por una corriente continua, slo era necesario multiplicar la corriente por el voltaje entre los terminales. (P = V x I)

Esto significa que la corriente y el voltaje tienen sus valores mximos y mnimos simultneamente (las formas de onda son iguales. Slo podran diferenciarse en su amplitud)

Potencia en circuitos AC

En este caso la corriente se adelantara o atrasara con respecto al voltaje y sus valores mximos y mnimos ya no coincidiran. La potencia que se obtiene de la multiplicacin del voltaje con la corriente (P= I x V) es lo que se llama una potencia aparente.

La verdadera potencia consumida depender en este caso de la diferencia de ngulo entre el voltaje y la corriente. Este ngulo se representa como .

Un circuito que tenga reactancia significa que tiene un capacitor (condensador), una bobina (inductor) o ambos.

Cuando la tensin de la fuente va de 0 voltios a un valor mximo, la fuente entrega energa al capacitor, y la tensin entre los terminales de ste, aumenta hasta un mximo. La energa se almacena en el capacitor en forma de campo elctrico. Cuando la tensin de la fuente va de su valor mximo a 0 voltios, es el capacitor el que entrega energa de regreso a la fuente. Cuando la corriente va de 0 amperios a un valor mximo, la fuente entrega energa al inductor. Esta energa se almacena en forma de campo magntico. Cuando la corriente va de su valor mximo a 0 amperios, es el inductor el que entrega energa de regreso a la fuente.

Se puede ver que, la fuente en estos casos tiene un consumo de energa igual a "0", pues la energa que entrega la fuente despus regresa a ella. La potencia que regresa a la fuente es la llamada potencia reactiva Entonces en un circuito totalmente resistivo no hay regreso de energa a la fuente, en cambio en un circuito totalmente reactivo toda la energa regresa a ella. Ahora es de suponer que en un

circuito que tenga los dos tipos de elementos (reactivo y resistivo), parte de la potencia se consumir (en la resistencia) y parte se regresar a la fuente (por las bobinas y condensadores)

InductanciaLa inductancia mide el valor de oposicin de la bobina al paso de la corriente y se miden en Henrios (H), pudiendo encontrarse valores de Mili Henrios (mH). El valor depende de: El nmero de espiras que tenga la bobina (a ms vueltas mayor inductancia, o sea mayor valor lo tiene. En Henrios). El dimetro de las espiras (a mayor dimetro, mayor inductancia, o sea mayor valor en Henrios). La longitud del cable de que est hecha la bobina. El tipo de material de que esta hecho el ncleo. y

En un Inductor o bobina, se denomina inductancia, L, a la relacin entre el flujo magntico, la intensidad de corriente elctrica, I:

El

flujo

que

aparece

en

esta

definicin

es

el

flujo

producido

por

la

corriente I exclusivamente. No deben incluirse flujos producidos por otras corrientes ni por imanes situados cerca ni por ondas electromagnticas.

Esta definicin es de poca utilidad porque es difcil medir el flujo abrazado por un conductor. En cambio se pueden medir las variaciones del flujo y eso slo a travs del voltaje V inducido en el conductor por la variacin del flujo. Con ello llegamos a una definicin de inductancia equivalente pero hecha a base de cantidades que se pueden medir, esto es, la corriente, el tiempo y la tensin:

Los valores de inductancia prcticos van de unos dcimos de nH para un conductor de 1 milmetro de largo hasta varias decenas de miles de Henrios para bobinas hechas de miles de vueltas alrededor de ncleos ferromagnticos. El trmino "inductancia" fue empleado por primera vez por Oliver Heaviside en febrero de 1886, mientras que el smbolo L se utiliza en honor al fsico Heinrich Lenz.

CapacitanciaLa capacitancia es un parmetro del capacitor que indica la capacidad de almacenamiento de carga que ste tiene y su unidad es el Faradio. Esta unidad es muy grande y para representar valores comerciales de este elemento se utilizan los submltiplos del Faradio, como por ejemplo: El u (microfaradio) El puf (picofaradio) El no (nano faradio), etc.

La siguiente tabla muestra los diferentes rangos de valores de capacidad para algunos tipos de condensadores, as como su tipo de dielctrico y tensin de ruptura. Voltaje de ruptura de un condensador El voltaje de ruptura es aquel voltaje mximo que se puede aplicar a los terminales del capacitor. Si se sobrepasa, el dielctrico se puede perforar provocando un corto circuito.

Circuito elctrico

Un circuito elctrico es un conductor unido por sus extremos, en el que existe, al menos, un generador que produce una corriente elctrica. En un circuito, el generador origina una diferencia de potencial que produce una corriente elctrica. La intensidad de esta corriente depende de la resistencia del conductor. Los elementos que pueden aparecer en un circuito elctrico pueden estar colocados en serie o en paralelo. MONTAJES Y ESQUEMAS ELCTRICOS.

Para representar en el papel los circuitos elctricos se utilizan una serie de smbolos que simplifican mucho el trabajo. De esta forma cualquier persona puede entender y reproducir un circuito si entiende los smbolos.

Los elementos bsicos de un circuito elctrico son: Un generador de corriente elctrica, en este caso una pila; los conductores (cables o alambre), que llevan a corriente a una resistencia foco y posteriormente al interruptor, que es un dispositivo de control. Todo circuito elctrico requiere, para su funcionamiento, de una fuente de energa, en este caso, de una corriente elctrica.

Conclusiones

Como conclusin final podemos observar cmo podemos utilizar y que nos sirven como base estos conocimientos.

En conclusin podemos decir que cada magnitud siempre est definida por un valor ya sea fijo o decimal el cual nos proporciona una mayor exactitud.

Se puede concluir que ya sea en circuitos de AC-DC podemos mirar que varias de las leyes de la electrnica influyen sobre este tipo de circuitos.

Bibliografa www.unicrom.com.co www.electronicafacil.net www.wikipedia.com.co