CIRCUITOS ELECTRICOS
INGENIERIA MECANICA
IV Semestre
Introducción al Curso
•
Requisitos
–
Asistencia a labores
70%
–
Asistencia a
Laboratorios 100%
•
Evaluaciones
–
2 Practicas
–
2 Examenes
–
Laboratorio
–
Otras Notas
•
Contenido
–
Syllabus
•
Pagina del Curso
– https://sites.google.co m/site/circuitoselectri cosuap/
Evaluación
Nota final = 0.25E1+0.25E2+0.20PP+0.20PL+0.10ON
• E1 = Examen Parcial • E2 = Examen Final • PP = Practicas
• PL = Promedio de Laboratorios
• ON= Otras Notas: intervenciones orales, asistencia y trabajo en equipo, puntualidad, responsabilidad.
Parámetros de Circuitos
ELECTRICIDAD
Conceptos Previos
• La electricidad es una de las formas de energía
que mas ventajas y comodidades aporta a los
seres humanos en la actualidad.
• Con ella conseguimos que funcionen, entre
otras, las siguientes aplicaciones:
Luz con lámparas eléctricas, calor con cocinas,
hornos y calefacciones, frío con frigoríficos y
equipos de aire acondicionado; fuerza motriz con
motores (ascensores, vehículos eléctricos,
electrodomésticos, etc), y muchas mas
aplicaciones.
Ing. E. Pareja. 6
• Es una manifestación física que tiene que ver con
las modificaciones que se dan en las partes mas
pequeñas de la materia, en los átomos y más
concretamente en el electrón.
• El estudio del movimiento electrónico explica
muchos fenómenos en la naturaleza.
• De hecho el término “electricidad” viene de la
palabra “
electrón
”.
Ing. E. Pareja. 7
El átomo
Ing. E. Pareja. 8
• En física y química, átomo (Del latín atomum, y del griego άτομον,
indivisible) es la unidad más pequeña de un elemento químico que mantiene su identidad o sus propiedades.
• El átomo es la partícula mas pequeña de un elemento que aún mantiene las propiedades químicas.
• A la combinación de dos o más átomos iguales o diferentes se le denomina: molécula
• En el núcleo se encuentran los protones y neutrones. En la corteza se encuentran los electrones, recorriendo trayectorias circulares o elípticas (órbitas).
• Todo átomo tiene un número de protones igual al número de electrones.
Ing. E. Pareja. 9
La diferencia entre uno y otro elemento radica, básicamente, en la cantidad de protones y electrones que tenga el átomo en el núcleo y en las órbitas, respectivamente.
Hidrógeno Carbono Cobre
1 protón 6 protones 29 protones
1 electrón 6 electrones 29 electrones
ING. E PAREJA
• El núcleo positivo atrae a los electrones orbitales,
pero estos no caen al núcleo debido a la fuerza
centrifuga (hacia fuera) creada por su movimiento
orbital y el electrón está en equilibrio.
Ing. E. Pareja. 11
• La fuerza centrífuga es más débil en los electrones de las orbitas más alejadas del centro.
• El cobre tiene un electrón de valencia, que puede ser
arrancado de la órbita por una débil fuerza, esto hace que sea buen conductor.
• Los mejores conductores son el cobre, el oro y la plata por que tienen un único electrón de valencia.
Ing. E. Pareja. 12
Ing. E. Pareja. 13 + + (Repulsión)
Protón Protón
- - (Repulsión)
Electrón Electrón
+ - (Atracción)
Protón Electrón
Todo objeto cuyo número de electrones sea distinto al de protones tiene carga eléctrica. Si tiene más electrones que protones la carga es negativa. Si tiene menos electrones que protones, la carga es positiva.
Cargas eléctricas de distinto signo se atraen y cargas eléctricas de igual signo se repelen.
Ing. E. Pareja. 14
Carga por Fricción
La fricción, trae muchas cosas por descubrir una de ellas es la transferencia de electrones de un material a otro, ocurre esto cuando nos peinamos o acariciamos un gato.
Hay materiales que mediante la fricción quedan electrizados durante un tiempo, y esto es por la transferencia de
electrones de un cuerpo a otro.
Ing. E. Pareja. 15
1. Si el número de protones de un átomo es igual al número
de electrones, la carga neta del átomo es: cero. (cuerpo
neutro)
2. Entonces, para cargar eléctricamente un cuerpo habría que
agregar o retirar electrones de las últimas órbitas de sus
átomos.
3. Si
agregamos
electrones,
el
átomo
se
cargará
negativamente.
4. Si retiramos electrones, el átomo se cargará positivamente,
suponiendo que el átomo, inicialmente, es neutro.
5. La unidad de la carga eléctrica es el
“Coulombio” (C)
, en
el que 1 C = 6.3x10
18electrones. Es decir un exceso o
defecto de 6 trillones de electrones.
Ing. E. Pareja. 16
• Un cuerpo con carga positiva y otro con carga
negativa generarán una diferencia de carga
eléctrica.
• Si estos cuerpos se unen con un conductor
eléctrico, el exceso de electrones de uno será
atraído por el defecto de electrones del otro
(carga positiva) hasta que se establezca un
equilibrio.
• A través del conductor aparece una circulación de
electrones que va del polo negativo al positivo,
este movimiento de electrones se denomina
corriente eléctrica.
Ing. E. Pareja. 17
La tensión eléctrica o mejor conocida como el voltaje es el trabajo necesario para mover las cargas eléctricas por un circuito electrónico.
Una fuente de tensión tiene por misión separar cargas eléctricas en dos bornes.
+
+
-
-Norma IEC Norma NEMA
U
E
Símbolos de fuentes de tensión
Unidad : V (voltio)
SIGLAS SIGNIFICADO DE LAS SIGLAS
UNE Una Norma Española, organismo español de publicación de normas.
IEC International Electrotechnical Commission. En esta comisión participan y colaboran las principales naciones industrializadas. Las recomendaciones que hace la IEC son tomadas en parte o totalmente por las diferentes comisiones nacionales.
DIN Deutsche Industrienormen. Normas alemanas para la industria. UTE Union Technique de I’Electricité. Asociación electrónica francesa.
BS British Standard. Normalización inglesa, que acoge en gran parte las normas IEC. ANSI American National Standards Institute. Instituto de normalización nacional de USA.
NEMA National Electrical Manufactures Association. Asociación de fabricantes de productos electrotécnicos de USA.
SEV Schweizerischer Elektrotechnischer Verein. Entidad electrónica suiza. NF Normas francesas.
IS Indian Standard. Prescripciones indias unificadas en gran parte con IEC. JIS Japonese Industrial Standard. Prescripciones japonesas.
CEE International Comission on Rules for the Approval of Electrical Equipment. Prescripciones internacionales preferentemente para aparatos de instalación de baja tensión hasta 63ª.
Ing. E. Pareja. 19
Unidades de Tensión eléctrica
Múltiplos
Submúltiplos
mV = 10
-3V
V = 10
-6V
nV = 10
-9V
pV = 10
-12V
KV = 10
3V
a) Tensión por frotamiento
Al frotar materiales plásticos se obtiene un desequilibrio de cargas
Ing. E. Pareja. 20
b) Tensión por Inducción Magnética
La diferencia de cargas se obtienen al mover una
bobina en un campo magnético o al mover un imán en una bobina fija.
Ing. E. Pareja. 21
c
) Tensión por PresiónAl variar la presión o la tracción aparece una diferencia de cargas entre las superficies de determinados cristales (por ejemplo, cuarzo). El valor de la diferencia de cargas
depende de la intensidad del esfuerzo exterior.
Ing. E. Pareja. 22
Ing. E. Pareja.
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Formas de obtener tensión eléctrica
d) Tensión por Calor, al calentar el punto de contacto de dos metales (Termocupla) diferentes aparece una pequeña tensión.
-e) Tensión por Luz
Cuando la luz incide sobre determinados materiales (silicio, germanio) provoca una separación de cargas.
Ing. E. Pareja. 24
Formas de obtener tensión eléctrica
f) Tensión por procesos químicos
Cuando se sumergen dos conductores diferentes en un líquido conductor también se produce una separación de cargas, fenómeno que se utiliza en todas las fuentes de tensión electroquímicas.
Ing. E. Pareja. 25
Ing. E. Pareja. 27
a) Tensión Continua (VDC)
Es aquella en la que su polaridad no cambia en el tiempo y su magnitud permanece constante
Ing. E. Pareja. 28
Tipos de Tensión
b) Tensión Alterna
Es aquella en la que su polaridad varia con el tiempo y su magnitud es variable.
Ing. E. Pareja. 29
Tipos de Tensión
c) Tensión mixta
Es la suma de las dos anteriores. Su magnitud no es constante, oscilando alrededor de un valor medio.
Ing. E. Pareja. 30
Tipos de Tensión
Es la tensión de un punto respecto de otro “referencia” o “tierra”. Y la diferencia de potencial entre dos puntos es la
diferencia aritmética entre el punto de mayor potencial menos el punto de menor potencial.
Ing. E. Pareja. 31
Carga o
receptor
+
-Fuente de tensión
interruptor
Conductor
• Se define como un conjunto de elementos conductores que forman un camino cerrado (malla) por el cual circula una corriente eléctrica
Ing. E. Pareja. 32
La intensidad de corriente eléctrica es la cantidad de carga que circula por segundo a través de una sección del
conductor.
Ing. E. Pareja. 35
Intensidad de Corriente
Intensidad de corriente = Cantidad de carga Tiempo de circulación
Símbolo: I (Intensidad)
Unidad : A (Amperio)
KA (kiloamperio) = 1 000 A
mA (miliamperio) = 0.001A t
causa produce efecto
a) Corriente Continua
Es aquella en la que su magnitud permanece
constante con el tiempo y su valor permanece
constante
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Tipos de Corriente
b) Corriente Alterna
Es aquella en la que su sentido de movimiento varia
con el tiempo y su magnitud es variable
.
Ing. E. Pareja. 37
Tipos de Corriente
iAC(a)
+ +
V Símbolo del voltímetro
Esquema eléctrico para medir tensión
El instrumento que mide tensión es el Voltímetro
Ing. E. Pareja. 38
Unidades
Ing. E. Pareja. 40
Cantidad básica Nombre Símbolo
longitud metro m
masa kilogramo kg
tiempo segundo s
corriente eléctrica ampere A
temperatura kelvin K
cantidad de sustancia mole mol
intensidad luminosa candela cd
El sistema utilizado en ingeniería eléctrica es el Sistema Internacional de Unidades (SI).
Unidades: prefijos
Prefijo Abreviación Valor Tera T 1012
Giga G 109
Mega M 106
Kilo k 103
(nada) 100
Mili m 10-3
Micro 10-6
Nano n 10-9
Pico p 10-12
Fempto f 10-15
Atto a 10-18
a) Una destrucción de electrones.
b) Una marcha de electrones de sus átomos. c) Un intercambio de electrones entre átomos. Marque la alternativa correcta.
1. La electricidad es:
a) Gran resistencia al paso de los electrones.
b) Una desviación en el camino de los electrones. c) Poca resistencia al paso de los electrones.
2. Un cuerpo aislante presenta:
3. La intensidad eléctrica es:
a) El paso de electrones por un conductor. b) La cantidad de electrones que pasan.
c) Los electrones que circulan cada segundo.
Ing. E. Pareja. 42
4. ¿Cuántos mA hay en 2.5 A?
a) 25 mA. b) 250 mA. c) 2500 mA.
5. ¿Cuántos A hay en 25 mA?
a) 25000 A. b) 0.0025 A. c) 0.025 A.
a) 25000 KV. b) 0.025 KV. c) 2500000 KV.
6. ¿Cuántos mV hay en 2.5 KV?
a) 25000 MV. b) 0.025 MV. c) 25000 MV.
7. ¿Cuántos KV hay en 25 MV?
