1 Resistencia equivalente
1 Resistencia equivalente
En un circuito formado por varias resistencias se llama
En un circuito formado por varias resistencias se llama
resistencia equivalente a aquella que, sustituyendo a las
resistencia equivalente a aquella que, sustituyendo a las
anteriores, absorbe la misma intensidad
anteriores, absorbe la misma intensidad
..La determinación de la resistencia equivalente permite simplificar el cálculo de
La determinación de la resistencia equivalente permite simplificar el cálculo de
circuitos al sustituir ramas y mallas complejas por una sola
circuitos al sustituir ramas y mallas complejas por una sola resistencia equivalente. Una vez calculada la
resistencia equivalente. Una vez calculada la
tensión y la intensidad en la
tensión y la intensidad en la resistencia equivalente se pueden determinar fácilmente en las resistencias del
resistencia equivalente se pueden determinar fácilmente en las resistencias del
circuito original.
circuito original.
2 Asociación de resistencias. Conexiones serie, paralelo y
2 Asociación de resistencias. Conexiones serie, paralelo y mixta
mixta
Llamamos
Llamamos conexión a la forma de unir los bornes de los aparatos eléctricos.
conexión a la forma de unir los bornes de los aparatos eléctricos. Existen distintos tipos
Existen distintos tipos
de conexiones, las principales son la serie y la
de conexiones, las principales son la serie y la paralelo; la conexión mixta es la unión de
paralelo; la conexión mixta es la unión de amas. !eamos
amas. !eamos
en que consiste cada una
en que consiste cada una de ellas.
de ellas.
2.1. Conexión serie
2.1. Conexión serie
Un grupo de resistencias está conectado en serie cuando ofrece un Un grupo de resistencias está conectado en serie cuando ofrece un camino "nico al paso de la corriente. En este tipo
camino "nico al paso de la corriente. En este tipo de conexión, elde conexión, el extremo de entrada de una resistencia está conectado con el extremo extremo de entrada de una resistencia está conectado con el extremo de salida de la anterior y as# sucesivamente.
de salida de la anterior y as# sucesivamente.
La intensidad es la misma en todas las resistencias de la conexión serie.
La intensidad es la misma en todas las resistencias de la conexión serie.
$$la tensión total
la tensión total
en losen los extremos de la ramaLa resistencia equivalente de un circuito
La resistencia equivalente de un circuito
serie es una resistencia
serie es una resistencia
de de valorvaloriual a la suma de las
iual a la suma de las
resistencias
resistencias
que componen la rama serie.que componen la rama serie.Ejemplo
Ejemplo
%alcular la intensidad y la tensión
%alcular la intensidad y la tensión en cada resistencia del circuito.en cada resistencia del circuito.
La resistencia total es la suma de las tres resistencias&
La resistencia total es la suma de las tres resistencias&
La intensidad que atraviesa el circuito, seg"n '(m&
La intensidad que atraviesa el circuito, seg"n '(m&
%onocida la intensidad en cada resistencia )es la misma en todo
%onocida la intensidad en cada resistencia )es la misma en todo el circuito*el circuito*
podemos calcular la ca#da de tensión en las mismas&
podemos calcular la ca#da de tensión en las mismas&
+.+. %onexión paralelo +.+. %onexión paralelo
Un grupo de resistencias está conectado en paralelo cuando los extremos de entrada de las Un grupo de resistencias está conectado en paralelo cuando los extremos de entrada de las resistencias están conectados entre si y los de salida tamin están conectados entre si. resistencias están conectados entre si y los de salida tamin están conectados entre si.
La intensidad total
La intensidad total
que que entraentraen las resistencias en paralelo es iual a la suma de las
en las resistencias en paralelo es iual a la suma de las
intensidades
intensidades
que que circulancirculanpor cada una de las resistencias
por cada una de las resistencias
..La tensión en bornes de
La tensión en bornes de
las resistencias
las resistencias
es iual a la tensión a la que está sometido el acoplamiento paralelo.
es iual a la tensión a la que está sometido el acoplamiento paralelo.
La inversa de la resistencia equivalente es iual a la suma de las inversas de cada una de las
La inversa de la resistencia equivalente es iual a la suma de las inversas de cada una de las
resistencias
resistencias
..Ejemplo
Ejemplo
%alcular la intensidad en cada resistencia y la resistencia equivalente del circuito.
La ca#da de tensión en cada resistencia es igual a la tensión aplicada al acoplamiento&
Las intensidades que atraviesan cada resistencia, seg"n '(m&
$ la resistencia equivalente del acoplamiento paralelo es&
-e donde,
%uando se trata de calcular la resistencia equivalente de dos resistencias en paralelo el resultado de despejar en la ecuación anterior es el siguiente&
%ircuitos mixtos son aquellos en los que existen conexiones serie y paralelo en el mismo circuito. /ara determinar la resistencia equivalente primero se
simplifican las resistencias serie y paralelo parciales, (asta que se llegue a un circuito simple del que se determina su resistencia equivalente.
Leyes de 0irc((off
Las leyes de 0irc((off son una (erramienta muy "til para facilitar el cálculo de circuitos. 1ntes de exponerlas es conveniente definir algunos trminos&
Nudo: es un punto del circuito en el que concurren tres o más conductores. En un nudo se produce una derivación del circuito en la que se reparten las corrientes. 2amin se les llama nodo.
Rama: es el conjunto de elementos comprendidos entre dos nudos consecutivos.
Malla: es un camino cerrado que puede ser recorrido sin pasar dos veces por el mismo pu nto y no puede ser sudividido en otros. 3iempre está formada como m#nimo por dos ramas.
F!ate:
!n el circuito de la fiura "ay dos nudos #$ y %&, tres ramas #las que salen de $ y acaban en %& y dos
mallas #que se pueden determinar partiendo de uno de los nudos, p.e. el $, y recorriendolos en un sentido
para una malla y en el contrario para la otra mal la&.
.4. /rimera ley de 0irc((off o de las corrientes
!n un nudo la suma de todas las intensidades que entran es iual a la suma de todas las
intensidades que salen.
3eg"n esta ley, las cargas elctricas que llegan a un n udo tienen necesariamente que salir del mismo, por lo tanto la suma de las intensidades que entran tiene que ser igual que la de las que salen.
2omando como convenio que las corrientes entrantes son positivas y las salientes negativas, se cumple siempre que la suma de las intensidades entrantes es igual a la suma de las salientes, con lo que la suma algeraica de amas es cero.
En el esquema elctrico del circuito representaremos el sentido de las corrientes mediante flec(as orientadas seg"n el convenio elegido.
Ejemplo
3aemos que las intensidades que atraviesan cada resistencia, valen&
1plicando la 45 ley de 0irc((off al nudo 1&
.+. 3egunda ley de 0irc((off o de las tensiones
!n toda malla o circuito cerrado, la suma de todas las fem proporcionadas por los eneradores
es iual a la suma de las caídas de tensión producidas en las resistencias del circuito.
' tamin, la suma algeraica de tensiones a lo largo de un camino cerrado es cero.
Estaleceremos el siguiente convenio para las tensiones que intervienen en el circuito&
• La fem de un generador irá siempre del polo negativo al positivo, independientemente de la dirección de la corriente.
• El sentido de la ca#da de tensión en una resistencia depende del de la corriente, será positivo en el terminal de la resistencia por el que
6epresentaremos el sentido de las corrientes mediante flec(as y el de las tensiones mediante los signos 7 y 8 seg"n sea mayor o menor el potencial de los extremos de los elementos& en las resistencias será 7 en el terminal por el que entra la corriente y 9 por el terminal de salida y en las fuentes 7 en el orne positivo y 9 en el negativo. 2amin podremos indicar el sentido de las tensiones mediante flec(as orientadas (acia el punto de mayor potencial en cada elemento.
F!ate:
!n el circuito de la fiura "emos representado la tensión ! de la fuente como una flec"a orientada desde
el polo ' "acia el polo( y las caídas de tensión en las resistencias como flec"as de sentido opuesto a la
corriente que atraviesa cada resistencia. )bserva los sinos y los sentidos de las flec"as.
En resumen,
al anali*ar un circuito asinaremos un sentido de circulación de la corriente en cada
rama del circuito, después vamos dando sentido a las tensiones en cada elemento+ en las
fuentes del borne ' al borne ( y en cada resistencia el opuesto al de la corriente de rama que la
atraviesa.
Ejemplo
1signamos un sentido a cada una de las corrientes de rama y determinamos el sentido de las ca#das de tensión en cada resistencia. 6epresentamos el sentido
que vamos a considerar positivo )en este caso el de las agujas del reloj*. 1plicamos la +5 ley de 0irc((off a la malla&
La resistencia equivalente y la intensidad del circuito&
;
La ca#da de tensión en la resistencia 64&
-e donde,
1nálisis de circuitos elctricos por el mtodo de las mallas
Existen diversos mtodos para analizar circuitos; uno de los más sencillos, aunque laorioso, es el mtodo de las mallas que consiste en estudiar cada una de las mallas que componen el circuito considerando la influ encia de otras mallas en las ramas comunes a dos o más mallas.
1ntes de entrar en el proceso de cálculo deemos distinguir entre las corrientes de rama, que son las corrientes que atraviesan cada una de las ramas, y las corrientes de malla, que son las corrientes que recorren cada malla; su valor coincide con el de la corriente de rama en las ramas no comunes a otras mallas y, en las ramas comunes a otras mallas, su suma vectorial con el resto de las corrientes de malla comunes da la corriente de la rama estudiada.
Pasos a seguir:
4* 3e diuja el esquema con todos sus elementos
+* <dentificadas las mallas, se asigna un sentido a las corrientes de malla. =aitualmente se les atriuye el sentido de giro de las agujas del reloj.
* 3e aplica la ley de las tensiones de 0irc((off a cada malla, desarrollándose un sistema de ecuaciones de las mallas. 3e tendrá en cuenta que las ca#das de tensión en ramas comunes a varias mallas serán deidas a la suma algeraica de todas las corrientes de malla que
atraviesen la resistencia estudiada.
* 3e resuelve el sistema de ecuaciones de las mallas
>* %alculadas las intensidades de malla se despejan las intensidades de rama& en las no comunes a varias ramas, la intensidad de rama es la de la malla; en las comunes a varias mallas es la suma algeraica de sus intensidades.
> 2eorema de superposición
El teorema de superposición permite simplificar el cálculo de circuitos con varias fuentes, analizándolos individualmente y sumando algeraicamente el efecto que produce cada una de las fuentes.
!n un circuito con más de un enerador la tensión o la intensidad en cualquier elemento la
suma alebraica de los efectos producidos por cada enerador individualmente
, cuando el resto degeneradores se remplazan por su resistencia interna.
Las corrientes de rama del siguiente circuito se pueden determinar analizando las corriente de rama de cada uno de los circuitos constituidos por una sola fuente y sumando algeraicamente las corrientes otenidas. Es decir&
? 2eorema de 2(evening
/ermite convertir un circuito complejo en un circuito sencillo equivalente formado por una f uente en serie con una resistencia.
n circuito lineal
(formado por elementos lineales en los que la relación entre tensión e intensidad es una línea recta, es decir, por resistencias, bobinas y condensadores y por fuentes de tensión lineales)cualquiera formado por varias fuentes y
resistencias se comporta, desde el punto de vista de una resistencia o cara externa conectada
entre dos puntos del circuito, como una fuente de tensión en serie con una resistencia
equivalente.
"asos a se#uir:
3e desconecta la resistencia externa y se calcula la tensión existente entre los puntos 1 y : )!1:*, esta será la fem de la fuente en el circuito equivalente.
3e cortocircuitan todas las fuentes de tensión y se calcula la resistencia equivalente entre los puntos 1 y : )61:*.
El nuevo circuito estará formado por una fuente de tensión !1: en serie con una resistencia 61: conectadas entre los puntos 1 y : a la carga.
Ejemplo
3e desconecta la resistencia de carga y se calcula la tensión existente entre los puntos 1 y :&
-ic(a tensión es la fem de la fuente del circuito equivalente 2(evening. 1 continuación se elimina la fuente de tensión y se calcula la resistencia equivalente del circuito resultante entre los puntos 1 y :.
6esumen
Resistencia equivalente es aquella que, sustituyendo a varias resistencias, absorbe la
misma intensidad.
Coneión es la forma de unir los bornes de los aparatos el!ctricos.
"n una coneión serie la intensidad es la misma en todas las resistencias, la tensión total es
la suma de las caídas de tensión en cada una de las resistencias y la resistencia
equivalente es una resistencia de valor igual a la suma de las resistencias
"n una coneión paralelo la intensidad total del acoplamiento es igual a la suma de las
intensidades que atraviesan cada una de las resistencias, la tensión en bornes de las
resistencias es igual a la tensión a la que est# sometido el acoplamiento paralelo y la
inversa de la resistencia equivalente es igual a la suma de las inversas de cada una de las
resistencias.
$% &ey de 'ircoff: "n un nudo la suma de todas las intensidades que entran es igual a la
suma de todas las intensidades que salen.
*% &ey de 'ircoff: "n toda malla o circuito cerrado, la suma de todas las fem
proporcionadas por los generadores es igual a la suma de las caídas de tensión producidas
en las resistencias del circuito.
+l analiar un circuito asignaremos un sentido de circulación de la corriente en cada rama
del circuito, despu!s vamos dando sentido a las tensiones en cada elemento: en las
fuentes del borne - al borne y en cada resistencia el opuesto al de la corriente de rama
que la atraviesa.
/eorema de 0uperposición: "n un circuito con m#s de un generador la tensión o la
intensidad en cualquier elemento la suma algebraica de los efectos producidos por cada
generador individualmente.
/eorema de /evening: 1n circuito lineal cualquiera formado por varias fuentes y
resistencias se comporta, desde el punto de vista de una resistencia o carga eterna
conectada entre dos puntos del circuito, como una fuente de tensión en serie con una
resistencia equivalente.
4 @aturaleza de la electricidad
La materia está formada por unidades min"sculas llamadas#tomos que, a su vez, están constituidos por part#culas más pequeAas& los
neutrones y protones en el n"cleo y loselectrones en la corteza, girando alrededor de los anteriores.
Los protones tienen carga positiva y los electrones negativa.
%ada material está formado por un tipo de átomo que se diferencia de otros en el n"mero de part#culas suatómicas que tiene. @ormalmente los átomos suelen tener el mismo n"mero de electrones que de protones, por lo que su carga total es neutra ya que se contrarrestan las cargas de las distintas part#culas.
1s#, el =idrógeno )=* está formado por un electrón, un protón y un neutrón, el =lio )=e* por dos, el %u por +B electrones, +B protones y +B neutrones.
En ocasiones los átomos sufren una variación en el n"mero de electrones, entonces el átomo adquiere carga elctrica, que será positiva cuando (aya perdido alg"n electrón )ya que el n"mero de electrones será menor que el de protones* y negativa cuando adquiera nuevos electrones.
Cuando, por cualquier motivo, la cara total de-a de ser
nula, el átomo tiende a ceder o a tomar electrones de los
átomos cercanos para volver a su estado de equilibrio.
El movimiento de electrones que se produce para lograr el equilirio de carga entre distintos átomos constituye el fenómeno elctrico y el traajo desarrollado durante el movimiento de electrones la energ#a elctrica.
La electricidad es el movimiento de electrones entre átomos con distinta cara para lorar el
equilibrio electrónico.
3eg"n la capacidad que presenten para permitir el paso de los electrones a su travs se distinguen los siguientes materiales&
+ <ntensidad de corriente
3e conoce como
cara eléctrica #& de un cuerpo al exceso o defecto de electrones que presenta
y tiene distinto signo seg"n se trate de defecto de electrones )7* o de exceso )9*./e mide en culombios 0C
.%uando se unen dos cuerpos con distinta carga a travs de un elemento conductor, se produce un movimiento de electrones desde el que tiene carga negativa (acia el de carga positiva. Ese movimiento es lo que conocemos como
corriente eléctrica
oflu-o
ordenado de electrones en el interior de un conductor para lorar el equilibrio electrónico entre
dos puntos a distinta cara o potencial
.La cantidad de electrones que circula por unidad de tiempo
se llama intensidad de la corriente eléctrica y se mide en
amperios 0$.
La corriente de electrones en el interior de un elemento conductor se asemeja al flujo de agua en el interior de un tuo. La intensidad de la corriente se corresponder#a con el caudal )o n"mero de litros por unidad de tiempo* que atraviesa el tuo.
La corriente o flujo de electrones en un elemento conductor tiene un sentido de movimiento que, lógicamente, será desde el material cargado negativamente (acia el cargado positivamente, ese sentido del movimiento es elsentido real de la corriente. 3in emargo, (asta (ace unos aAos se cre#a que la corriente circulaa desde el signo )7* al signo )9* y para mantener la (omogeneidad a la (ora de representar el sentido de la corriente, este es el criterio que se usa (aitualmente, llamado sentido convencional de la corriente.
Laintensidad el!ctrica se puede cuantificar por el n"mero de cargas que circulan en un determinado tiempo, o sea&
/otencial elctrico. -iferencia de potencial y Cuerza electromotriz
El potencial eléctrico es el Dnivel de energ#a elctricaD al que se encuentra un cuerpo.
La diferencia de potencial o tensión
es la diferencia existente entre el potencial de un punto respecto a otro
)que se toma como referencia*. La diferencia de potencial entre dos puntos distintos de un circuito o instalación elctricapuede ser provocada por un
dispositivo que entreue enería, en cuyo caso la tensión recibe el nombre de fuer*a
electromotri*
#fem&o como consecuencia de la pérdida de enería en un elemento por el que
circula corriente, entonces "ablamos de caída de potencial o de tensión
#cdt&. La diferencia de potencial, tanto si es fem como si es cdt,se mide en voltios 0
./ara lograr que un cuerpo se ponga a potencial es necesario provocar en l un exceso o defecto de cargas. La energ#a necesaria para conseguirlo se llama fuer*a electromotri* , y los dispositivos que la generan fuentes de tensión o de alimentación, como son las ater#as y los generadores. /or tanto,
3uer*a electromotri* es lo que produce el movimiento de caras en el
interior de una fuente de tensión
.4ara que circule una corriente entre dos puntos es necesario que ambos se encuentren a
distinto potencial
. 1"n as# puede existir una diferencia de potencial entre dos puntos pero esta condición no es "n ica para que circule corriente. /ara ilustrarlo pensemos en una manguera conectada a la red de suministro de agua, siempre está sometida a la presión de la red )equivale a la tensión en un circuito elctrico* pero sólo circula flujo )corriente en un circuito elctrico* cuando está aierto el grifo)interruptor*.
Ejemplo
/ara calentar una (aitación es necesario que exista un elemento que est a una temperatura superior a la de la
temperatura que la (aitación no existe intercamio de calor. Lo mismo ocurre con la corriente, si no existe diferencia de potencial no (ay flujo de corriente. 1demás, si los dos cuerpos están aislados entre si pueden estár a distinta temperatura sin que exista flujo trmico entre amos.
%uando la corriente circula a travs de un circuito se van produciendo prdidas de energ#a, la diferencia de potencial entre dos puntos deida a prdidas de energ#a se llama caída de tensión, y aparece siempre que circula una corriente a travs de un elemento con resistencia.
!nería o traba-o eléctrico es lo que "ace moverse a un con-unto de caras
. 3ólo (ará traajo cuando exista movimiento de cargas en el circuito.La potencia es el traba-o desarrollado en la unidad de tiempo
. %uanto mayor sea la potencia de un aparato, mayor será la energ#a o traajo que pueda desarrollar o que consuma en un tiempo determinado, por ello se trata de una caracter#stica fundamental de los receptores elctricos. 3e mide en vatios 05.La energ#a desarrollada o consumida por un aparato en un periodo determinado es igual a la potencia por el tiempo que está conectado.
La enería eléctrica se mide en vatios por "ora 056"
, o más (aitualmente en 7ilo8atios por "ora 0756". En ocasiones se mide en 9ulios 09, siendo 19:1561s.Aprender m$s:
/)%;! C)<=$>);!/
=ay ásicamente tres formas de generar energ#a elctrica&
• 1 partir de reacciones qu#micas )pilas y ater#as*
• %onvirtiendo en energ#a elctrica la energ#a mecánica producida mediante otras energ#as como la (idráulica, la trmica,
la nuclear, la eólica, etc.
• ediante la energ#a solar fotovoltaica, asada en la propiedad que tienen ciertos materiales semiconductores de
producir energ#a al incidirles luz.
> 2ipos de energ#a elctrica. %lasificación de las seAales
3eg"n el sentido del movimiento de los electrones se distinguen dos tipos de energ#a elctrica&
Corriente continua
, es aquella en la que las cargas en movimiento siempre se desplazan en el mismo sentido, es decir, la queno
cambia de sino en el tiempo
. Es la que proporcionan las pilas, las ater#as, las clulas fotoelctricas y las fuentes de alimentación de muc(os pequeAos electrodomsticos.el eje F. @ormalmente además de continua, esta tensión es constante, es decir, no var#a en el tiempo, en la gráfica se representará como una l#nea (orizontal, es el caso de pilas y ater#as.
Corriente alterna
, es aquella en la que los electrones se mueven en amos sentidos de forma periódica, o sea, laque cambia
de sino en el tiempo
.Este tipo de energ#a es el que producen los alternadores y se u sa (aitualmente en la generación y transporte de energ#a porque presenta importantes ventajas frente a la continua.
Gráficamente, la tensión alterna es aquella que atraviesa el eje F en el tiempo. @ormalmente es de tipo senoidal )su onda tiene la forma de la función matemática seno* a una frecuencia de >H (erzios, es decir repitindose la forma de la onda cincuenta veces por segundo.
La tensión alterna sinusoidal queda caracterizada por la amplitud )o valor máximo que adquiere la onda * y por su frecuencia )o n"mero de veces que se repite su ciclo en un segundo*
Corriente mixta, es aquella en la que se superponen una corriente con tinua y una alterna, gráficamente la seAal toma la forma de la seAal alterna desplazada sore el eje de ordenadas la magnitud de la continua.
Este tipo de corriente se utiliza cuando se quiere transmitir información por conductores de corriente continua, en seAales de antena, etc. $ seg"n los valores de tensión empleados se distinguen&
%a-a =ensión #%=&
+ es cuando se usantensiones alternas menores de 1???
o continuas menores de 4>HH!. Es la existente en las viviendas, comercios, automóviles y en la mayor#a de las instalaciones receptoras.Aprender m$s:
/)%;! %$9$ =!</@A<
$lta =ensión #$=&
+ cuando lastensiones alternas son mayores de 1???
o las continuas mayores de 4>HH!. 3e usa sólo en l#neas de transporte y distriución de energ#a elctrica y en algunos motores de muy grandes potencias.? Cuentes de alimentación
na fuente de alimentación es todo aparato o instalación que proporciona una tensión y una
intensidad
, tamin se le llama fuente de tensión. -ependiendo de las caracter#sticas de la energ#a elctrica que entrega podemos distinguir fuente de tensión continua o alterna.El s#molo que las representa en los esquemas elctricos seg"n normas es&
2uente de continua, dos rayas paralelas de distinta longitud, representando la de
menor longitud el polo negativo y el otro el positivo. 1 un lado se indica el valor de la tensión de salida de la misma.
2uente de alterna, un c#rculo )con un a s girada BHI en su interior si es alterna
senoidal* y el valor eficaz de la tensión a un lado.
Las unidades seg"n el sistema internacional 3.<., que es el aceptado en EspaAa y en la mayor#a de los pa#ses, de cada una de las magnitudes vistas son& Ma#nitu d %nidad &m'olo <ntensida d 1mperio 1 2ensión !oltio ! /otencia Katio K Energ#a Katio(or a K( 6esisten cia '(mio Ω
Los m"ltiplos y sum"ltiplos se designan seg"n la siguiente tala& Fact or "re(i!o &m'olo 4HB giga G 4H? mega 4H Milo M 4H+ (ecto ( 4H4 deca da
4H94 deci d 4H9+ centi c 4H9 mili m 4H9? micro µ 4H9B nano n Ejemplos • + M!N+4H !N+.HHH ! • ΩN4H?N .HHH.HHHΩ • >HHµ1N>HH4H9? 1NH,HHH> 1 • J mKNJ4H9 KNH,HHJ K
6esumen
Cuando, por cualquier motivo, la carga total de3a de ser nula, el #tomo tiende a ceder o a
tomar electrones de los #tomos cercanos para volver a su estado de equilibrio.
&a electricidad es el movimiento de electrones entre #tomos con distinta carga para lograr
el equilibrio electrónico.
Cara eléctrica #&
de un cuerpo al eceso o defecto de electrones que presenta. 0e mide
en
culombios 0C
Corriente el!ctrica o flu3o ordenado de electrones en el interior de un conductor para lograr
el equilibrio electrónico entre dos puntos a distinta carga o potencial.
&a cantidad de electrones que circula por unidad de tiempo se llama
intensidad de la
corriente eléctrica
y se mide en
amperios 0$.
&a
diferencia de potencial o tensión
es la diferencia eistente entre el potencial de un
punto respecto a otro
Puede ser provocada por un dispositivo que entregue energía, en cuyo caso la tensión
recibe el nombre de
fuer*a electromotri* #fem&
o como consecuencia de la p!rdida de
energía en un elemento por el que circula corriente, entonces ablamos de
caída de
potencial o de tensión #cdt&
. 0e mide en
voltios 0
3uer*a electromotri*
es lo que produce el movimiento de cargas en el interior de una
fuente de tensión
Para que circule una corriente entre dos puntos es necesario que ambos se encuentren a
distinto potencial
!nería
o
traba-o eléctrico
es lo que ace moverse a un con3unto de cargas
&a
potencia
es el traba3o desarrollado en la unidad de tiempo
&a energía el!ctrica se mide en
vatios por "ora 056"
Corriente continua
es aquella que no cambia de signo en el tiempo
Corriente alterna
es aquella que cambia de signo en el tiempo
%a-a =ensión #%=&+
son tensiones alternas menores de $4445
$lta =ensión #$=&+
son tensiones alternas mayores de $4445
1na
fuente de alimentación
es todo aparato o instalación que proporciona una tensión y
una intensidad
)l (amoso *&ilicon +alley* +alle del &ilicio- estadounidense de'e su nom're a la cantidad de industrias electrónicas esta'lecidas en l, ya que la materia prima '$sica para la (a'ricación de componentes electrónicos son los &)M/C0N%C0R)&,
y principalmente el &ilicio, que se extrae de la arena.
%ontadores
)l aparato que mide la ener#a es el C0NA0R, que da el consumo mensual del a'onado en 3456 consumidos. &u lectura mensual proporciona lo que en las (acturas de las compa7as suministradoras aparece como=érmino de !nería. am'in aparece el =érmino de 4otencia que es el valor m$ximo de potencia instant$nea que puede consumir un a'onado porque as lo
contrata con la suministradora.
:aja 2ensión
8a tensión existente en los enc6u(es de las viviendas es siempre 9AA )N&/;N 22<=2><+ actualmente ó 12?+ antes-, aunque es lo su(icientemente elevada como para provocar la muerte.
La resistencia es la oposición que presentan los cuerpos al paso de la corriente eléctrica. /e
mide en o"mios 0
La oposición que presentan los cuerpos se dee a que los electrones al moverse en el interior de los átomos rozan produciendo c(oques que desprenden energ#a en forma de calor. %uanto mayor es el n"mero de c(oques, mayor es la resistencia que presenta el material.
La resistencia depende de tres factores&
• Lasección del elemento conductor )a mayor sección menor resistencia*
• Lalongitud del mismo )a mayor longitud, mayor resistencia*
• Lanaturalea del conductor , saemos que (ay materiales que dejan pasar muy ien la corriente y otros que no. La caracter#stica que define la mayor o menor oposición del material al paso de la corriente es la resistividad , que se mide en @
Estos tres factores se relacionan con la resistencia mediante la siguiente ecuación&
-ondeρ es la resistividad en OΩmm+ PmQ, l la longitud en OmQ y 3 la sección en Omm+Q.
Curiosidad
.
1 la derec(a se representan los s#molos normalizados de una resistencia. El inferior representa, en general, una impedancia.
=odo aparato o conductor eléctrico presenta una resistencia
.La conductancia B es la inversa de la resistencia, es decir, la facilidad que ofrecen los cuerpos al paso de la corriente elctrica. 3u un idad es el siemen @&B.
+ %ircuitos elctricos. /artes que los componen
n circuito eléctrico es un con-unto de elementos unidos entre si formando un camino cerrado
por el que puede circular corriente eléctrica
.El circuito ásico está constituido por&
• Un enerador , que proporciona la diferencia de potencial. /uede ser
una ater#a para otener una tensión continua o un alternador para otener una alterna.
• Un receptor o cara que es todo aparato que consume energ#a
elctrica. /or ejemplo, una omilla, un (orno, un televisor, una lavadora, o cualquier otro aparato que se alimente con electricidad.
• Un conductor que une elctricamente los distintos elementos del
circuito. 3uele ser cale de core o de aluminio.
• Un interruptor como elemento de control para permitir o cortar el
paso a la corriente.
%onectando los distintos elementos seg"n el esquema se crea un circuito elctrico en el que en el momento en que se cierra el interruptor, se estalece un flujo de corriente elctrica que partiendo de la fuente de tensión atraviesa el interruptor cerrado y po r el conductor llega al
receptor ponindolo en funcionamiento, por "ltimo las cargas retornan por el conductor (asta el generador.
4ara que exista corriente eléctrica
se deen cumplir una serie de condiciones&•
>ebe existir un camino cerrado
para el paso de la corriente, ese camino constituye un circuito elctrico.%uando el interruptor está aierto se interrumpe el circuito y el paso de la corriente.
• El circuito
debe estar constituido por elementos conductores
)que permitan el paso decorriente, con mayor o menor facilidad*
• En el circuito
tiene que "aber al menos una fuente de tensión
que produzca la diferencia depotencial que provoca el paso de corriente.
3e puede (acer la siguiente clasificación de las partes que constituyen un circuito&
!lementos activos+ son aquellos que aportan energ#a al circuito, es decir los generadores elctricos.
!lementos pasivos+ aquellos que consumen la energ#a aportada por los elementos activos y la transforman en otro tipo de energ#a.
3#mil (idráulico
/ara comprender mejor las principales magnitudes elctricas es (aitual recurrir al s#mil (idráulico estaleciendo semejanzas con un circuito elctrico.
3upongamos dos depósitos 1 y : situados a distinta altura. /ara suir agua desde 1 a : (ace falta un aparato que aporte la energ#a )presión* necesaria, dic(o aparato es la oma. $ cuanto mayor sea la altura a superar mayor (a de ser la energ#a que aporte la oma.
Lo mismo sucede en un circuito elctrico, (ay un generador que proporciona la energ#a necesaria para poner en movimiento los electrones. $ cuanta mas resistencia encuentren esos electrones, mayor será la energ#a que dea proporcionar la fuente.
Una vez que el agua se encuentra en
el depósito superior tiene una energ#a potencial que le permite, al caer
sore ella, accionar la turina, produciendo un traajo. En un circuito
elctrico la turina representa al receptor que consume la energ#a elctrica.
/ara una apertura de salida en el depósito : determinada el caudal que
cae sore la turina es mayor cuanto mayor sea la altura a que se encuentra
el depósito :, igualmente la corriente en un circuito elctrico es mayor
cuanto más alta sea la tensión para una resistencia determinada.
El agua circula desde el punto de mayor ):* al de menor potencial )1*, en electricidad ese tamin es el sentido convencional de circulación de la corriente elctrica, considerándose esta positiva cuando se desplaza desde el punto de mayor potencial )7* al de menor potencial ) 9*.
Una vez que el agua se encuentra en el depósito superior tiene una energ#a potencial que le permite al caer sore la turina accionarla, produciendo un traajo. En un circuito elctrico la turina representa al receptor que consume la energ#a elctrica. /ara una apertura de salida en el depósito : determinada el caudal que cae sore la turina es mayor cuanta mayor sea la altura a que se encuentra el depósito :,
igualmente la corriente en un circuito elctrico es mayor cuanto más alta sea la tensión para una resistencia determinada.
El agua circula desde el punto de mayor ):* al de menor potencial )1*, en electricidad ese tamin es el sentido convencional de circulación de la corriente elctrica, considerándose esta positiva cuando se desplaza desde el punto de mayor potencial )el 7* al de menor potencial )el 9*.
Ley de '(m
Estalece la relación existente entre tensión, intensidad y resistencia, permitiendo determinar cualquiera de los tres parámetros conocidos los otros dos.
3eg"n esta ley,
la intensidad de corriente que circula a través de una resistencia es directamente
proporcional a la diferencia de potencial aplicada entre sus extremos e inversamente
proporcional al valor de la resistenciaD
.F!ate:
>e esa fórmula se pueden despe-ar la tensión, con lo que obtendríamos la diferencia de potencial
existente entre los extremos de la resistencia cuando circula una intensidad, o la resistencia que tiene un
elemento si al pasar una corriente @ la tensión medida entre sus extremos es .
Ejemplo
RSu intensidad circula en el siguiente circuitoT
1plicando la ley de '(m
Aprender m$s:
/)%;! AEF!=;)/
> Ley de ouleLa circulación de corriente a través de cualquier elemento conductor produce un
calentamiento
en el mismo, loque da luar a pérdidas de enería
elctrica en forma de energ#a calor#fica. Esta energ#a calor#fica es deida al rozamiento de los electrones en el interior del conductor. El calor )en calor#as* desprendido se calcula mediante la ecuación de la ley de 9oule.OcalQ
siendo proporcional a la resistencia del material, al cuadrado de la intensidad de la corriente y al tiempo que está circulando.
En este efecto se asan aparatos como los raseros, o los (ornos y calefacciones elctricas y es lo que explica que se calienten las omillas o aparatos elctricos encendidos.
F!ate:
"ara reducir las prdidas de ener#a producidas por calentamiento en los conductores 6ay dos opciones
como se o'serva en la (órmula-, reducir la resistencia de los mismos aumentando su sección, o 'ien,
reducir la intensidad que se transporta con lo que se reducir$n las prdidas en proporción cuadr$tica-.
4or eso se emplean altas tensiones en el transporte de enería eléctrica, permitiendo reducir la intensidad
sin disminuir la potencia transportada.
El efecto oule supone un grave inconveniente en las l#neas de distriución, ya que al transportarse grandes potencias )y por lo tanto de intensidad* las prdidas de energ#a en forma de calor son considerales, suponiendo un coste importante en f orma de energ#a y oligando a emplear secciones de conductores elevadas para que el calentamiento de las instalaciones no sea excesivo.
Aprender m$s:
/)%;! 3/@%L!/
EjemploRSu cantidad de calor desprenderá una omilla de ?HK y ++H! encendida durante minutosT
%omo el calor desprendido depende de la intensidad, la resistencia y el tiempo, calcularemos cada uno de los parámetros. -e la potencia podemos despejar la intensidad&
%on la ley de '(m determinamos la resistencia de la omilla&
Expresamos el tiempo en segundos
