Instituto Universitario PolitcnicoSantiago MarioExtensin
Porlamar Estado Nueva Esparta
Circuitos Elctricos: Anlisis Crtico La Electricidad y Corrientes
elctricas
Bachiller:Larez, Efrain C.I: 22283199
Profesor:Julian Carneiro
Ingeniera Industrial Porlamar 11 de Mayo 2015
Historia de la ElectricidadLa electricidad, es una forma de
energa que resulta del movimiento y que se puede apreciar por los
efectos que produce.La electricidad realiz su primera aparicin
hacia el ao 600 a. C., cuando el filsofo griego Tales de Mileto
observ que frotando una varilla de mbar con una piel o con lana, se
obtenan pequeas cargas (efecto triboelctrico) que atraan pequeos
objetos, y frotando mucho tiempo poda causar la aparicin de una
chispa.En el ao 1747, Benjamn Franklin, desarrollo la teora de la
electricidad es un fluido que existe en la materia y su flujo se
debe al exceso o defecto del mismo en ella. Hoy da se mantienen
estos trminos, pero con una comprensin distinta del fenmeno. Se
utiliza en las pilas con sus signos ms y menosEn 1820, Hans
Christian Orsted descubri que la corriente elctrica crea un campo
magntico. Con este descubrimiento los cientficos pudieran
relacionar el magnetismo a los fenmenos elctricos.En 1879, Thomas
Edison invent el foco elctrico. l perfeccion un invento similar
pero ms antiguo utilizando electricidad de baja corriente, el vaco
dentro de un globo y un filamento pequeo y carbonizado y produjo
una fuente de energa duradera y confiable. Desde ese momento cre la
bombilla. Edison no slo invent una luz elctrica incandescente, sino
un sistema de iluminacin elctrico que contena todos los elementos
para hacer que la luz incandescente fuera segura, econmica y
prctica. Antes de 1879, la electricidad por corriente directa (DC)
solamente se utilizaba para iluminar reas exteriores.A finales del
siglo XIX, Nikola Tesla empez a trabajar con la generacin, uso y
transmisin de electricidad de corriente alterna (AC), la cual puede
transmitirse a distancias muchos mayores que la corriente directa
(DC). Tesla, con la ayuda de Westinghouse, introdujo la iluminacin
interior a nuestros hogares y a las industrias. l trabaj en refinar
el diseo del transformador y en construir una red prctica de energa
de corriente alterna (AC). Su idea era lograr transmitir de forma
gratuita (s, de forma gratuita) energa y comunicaciones
inalmbricas, para lo cual trabaj varios aos de su vida en un
proyecto llamado Torre Wardenclyffe a principios de 1900.Fenmenos y
Propiedades de la Electricidad Carga elctrica: una propiedad de
algunaspartculas subatmicas, que determina suinteraccin
electromagntica. La materia elctricamente cargada produce y es
influida por los campos electromagnticos. Corriente elctrica: un
flujo o desplazamiento de partculas cargadas elctricamente por un
material conductor; se mide enamperios. Campo elctrico: un tipo de
campo electromagntico producido por una carga elctrica incluso
cuando no se est moviendo. El campo elctrico produce una fuerza en
toda otra carga, menor cuanto mayor sea la distancia que separa las
dos cargas. Adems las cargas en movimiento producencampos
magnticos. Potencial elctrico: es la capacidad que tiene un campo
elctrico de realizartrabajo; se mide envoltios. Magnetismo: La
corriente elctrica produce campos magnticos, y los campos magnticos
variables en el tiempo generan corriente elctrica.
Aplicaciones de la electricidad El motor elctrico: Desde que
Faraday describi el proceso de induccin y generacin de la corriente
elctrica, se iniciaron experiencias y proyectos que culminaron con
el invento y fabricacin de los diferentes tipos de motores
elctricos que existen. El paso definitivo lo consigui el ingeniero
Tesla que, en 1887, fabric el primer motor asncrono trifsico de
corriente alterna.Transformador: El origen del transformador se
remonta a 1851, cuando el fsico alemn Heinrich Daniel Ruhmkorff
dise la llamada bobina de Ruhmkorff, precursora de los
transformadores modernos. El transformador es una mquina elctrica
carente de movimiento que permite aumentar o disminuir el voltaje o
tensin en un circuito elctrico de corriente alterna, manteniendo la
frecuencia y la potencia con un alto rendimiento. Los
transformadores son dispositivos basados en el fenmeno de la
induccin electromagntica y estn constituidos, en su forma ms
simple, por dos bobinas devanadas sobre un ncleo cerrado de hierro
dulce o hierro silicio.Uso de la ElectricidadLa electricidad se
viene utilizando desde pocas atrs, hoy en da se le dan diferentes
usos a la electricidad, debido a su capacidad de adaptacin, en el
mundo moderno no existe ninguna actividad econmica que no utilice
la electricidad. Tiene muchos usos y hoy en da las actividades se
ven dependiente del uso de la electricidad, entre los diferentes se
encuentra: En los hogares, En la medicina, En el comercio, la
administracin, y en los servicios pblicos, En el transporte, En las
fbricas, En las industrias. Entre otros.
En los hogaresEl uso domstico de la electricidad se refiere a su
empleo en los hogares. Los principales usos son alumbrados,
electrodomsticos, calefaccin y aire acondicionado. Se est
investigando en producir aparatos elctricos que tengan la mayor
eficiencia energtica posible, as como es necesario mejorar el
acondicionamiento de los hogares en cuanto a aislamiento del
exterior para disminuir el consumo de electricidad en el uso de la
calefaccin o del aire acondicionado, que son los aparatos de mayor
consumo elctrico, en competencia con otros combustibles como el
butano, el gasleo, el carbn y el gas natural, siendo la nica energa
empleada para la iluminacin y los electrodomsticos.En el
transporteGran parte del transporte pblico (y dentro de l los
ferrocarriles y los metros) emplea energa elctrica. No obstante, se
lleva ya tiempo trabajando en versiones elctricas de los vehculos
de gasolina, pues supondran una buena solucin para los problemas de
contaminacin y ruido que genera el transporte en las ciudades.
Incluso es posible (aunque no habitual) emplear la electricidad
para hacer volar un avin.En las fbricasLa electricidad
fundamentalmente tiene muchos usos en las fbricas: se utiliza para
mover motores, para obtener calor y fro, para procesos de
tratamiento de superficies mediante electrlisis, etc. Una
circunstancia reciente es que la industria no slo es una gran
consumidora de electricidad, sino que, gracias a la cogeneracin,
tambin empieza a ser productora.En las industriasLos principales
consumidores de electricidad son las industrias, destacando
aquellas que tienen en sus procesos productivos instalados grandes
hornos elctricos, tales como siderrgicas, cementeras, cermicas y
qumicas. Tambin son grandes consumidores los procesos de
electrlisis (produccin de cloro y aluminio) y las plantas de
desalacin de agua de mar. Las industrias tambin consumen
electricidad para suministrar iluminacin elctrica cuando no es
posible la iluminacin natural, a fin de prevenir que se produzca
fatiga visual en los trabajadores, que se ocasiona si los lugares
de trabajo y las vas de circulacin no disponen de suficiente
iluminacin, adecuada y suficiente durante la noche. Otro campo
general de consumo elctrico en las empresas lo constituye el
dedicado a la activacin de las mquinas de climatizacin tanto de
aire acondicionado como de calefaccin.De igual forma parte muy
importante en la comunidad, debido a que se manifiesta en el
alumbrado pblico, con el fin de proporcionar seguridad y
visibilidad a los peatones y mejor desenvolvimiento del trfico. La
radio, televisin, emisin de prensa, son medios de comunicacin que
dependen en gran parte de este tipo de energa. En la medicina, est
presente en los distintos instrumentos y maquinas utilizadas en
esta rea, de igual forma contribuye al avance de esta ciencia.
Componentes de las CircuitosUn circuito elctrico est formado por
varios elementos conectados entre s por donde circula la corriente
elctrica. Y se componen por El Generador: Produce la corriente
elctrica. Una pila, es un generador. El generador tiene dos polos o
bornes. Por uno sale las cargas y por otro entra. De este modo se
crea la corriente. Los Cables: Conduce la corriente elctrica desde
el generador hasta los dems elementos del circuito. Normalmente son
de cobre y estn cubiertos de plstico. Las Bombilla o los
Componentes Elctricos, u otros componentes transforma la corriente
elctrica que les llega en luz. Los Interruptores: Permiten
controlar cuando circula la corriente y cuando no.Para que pueda
circular la corriente por un circuito, este debe ser cerrado, es
decir, todos los componentes estn conectados y los interruptores
cerrados.Conexiones en un circuitoUn circuito en serie: es aqul en
que los dispositivos o elementos del circuito estn dispuestos de
tal manera que la totalidad de la corriente pasa a travs de cada
elemento sin divisin ni derivacin en circuitos paralelos.Cuando en
un circuito hay dos o ms resistencias en serie, la resistencia
total se calcula sumando los valores de dichas resistencias.
Si las resistencias estn en paralelo, el valor total de la
resistencia del circuito se obtiene mediante la frmulaEn un
circuito en paralelo: los dispositivos elctricos, por ejemplo las
lmparas incandescentes o las celdas de una batera, estn dispuestos
de manera que todos los polos, electrodos y terminales positivos
(+) se unen en un nico conductor, y todos los negativos (-) en
otro, de forma que cada unidad se encuentra, en realidad, en una
derivacin paralela.
En un circuito mixto: Para hallar las resistencias en un
circuito mixto se tiene en cuenta que para resistencias en
paralelo, se utiliza la siguiente expresin as como tambin
Req=R1+R2+R3 para en serieCorrientes ElctricasLas corrientes
elctricas se conocen como la circulacin de cargas o electrones a
travs de un circuito elctrico cerrado, estas siempre se mueven
desde el polo negativo al positivo en un circuito cerrado. Se
distinguen dos tipos de corrientes:Corriente continua: Es aquella
corriente en donde los electrones circulan en la misma cantidad y
sentido, es decir, que fluye en una misma direccin. Su polaridad es
invariable y hace que fluya una corriente de amplitud relativamente
constante a travs de una carga. A este tipo de corriente se le
conoce como corriente continua (cc) o corriente directa (cd), y es
generada por una pila o batera.Corriente alterna: La corriente
alterna es aquella que circula durante un tiempo en un sentido y
despus en sentido opuesto, volvindose a repetir el mismo proceso en
forma constante. Su polaridad se invierte peridicamente, haciendo
que la corriente fluya alternativamente en una direccin y luego en
la otra. Se conoce en castellano por la abreviacin CA y en ingls
por la de AC.
Intensidad de la corrienteEs el flujo de carga elctrica por
unidad de tiempo que recorre un material. Se debe al movimiento de
las cargas (normalmente electrones) en el interior del material. En
el Sistema Internacional de Unidades se expresa en C/s (culombios
sobre segundo), unidad que se denomina amperio.Intensidad =
carga/tiempo I= Q/tDiferencia de Potencial La diferencia de
potencial, es el impulso que necesita una carga elctrica para que
pueda fluir por el conductor de un circuito elctrico, esta
corriente cesar cuando ambos puntos igualen su potencial
elctrico.Si la energa (E) que el generador cede al circuito durante
su funcionamiento es directamente proporcional a su diferencia de
potencial (V) y a la carga, q (C), que pone en movimiento. E= q *
VPor lo tanto la diferencia de potencial es:V=E/q Su unidad en el
S.I. es el voltio VLey de OHMLa ley de Ohm, es una ley de la
electricidad. Establece que la diferencia de potencial V que
aparece entre los extremos de un conductor determinado es
proporcional a la intensidad de la corriente I que circula por el
citado conductor. Ohm complet la ley introduciendo la nocin de
resistencia elctrica R; que es el factor de proporcionalidad que
aparece en la relacin entre V e I:V = R * IOtras expresiones
alternativas, que se obtienen a partir de la ecuacin anterior,
son:I = V/R lo R = V * RV a la Diferencia de potencial, R a la
resistencia e I a la intensidad de la corriente. Las unidades de
esas tres magnitudes en el sistema internacional de unidades son,
respectivamente, voltios (V), ohmios () y amperios (A)ResistenciaLa
resistencia de un material es una medida que indica la facilidad
con que una corriente elctrica puede fluir a travs de l. La
resistencia de un conductor es directamente proporcional a su
longitud e inversamente proporcional a su seccin y vara con la
temperatura.La resistencia de un conductor es el cociente entre la
diferencia de potencial o voltaje que se le aplica y la intensidad
de corriente que lo atraviesa
Cdigo de colores para resistencias fijasEs usado para determinar
fsicamente el valor hmico de una resistencia (R) a travs de las
bandas de colores, a esto se le debe asociar la tolerancia (%) cuyo
valor es porcentual, el cual determina el rango del valor OHMICO de
la resistencia (R). Este rango vara entre un valor mnimo (-) y un
valor mximo (+)Para obtener la resistencia se codifica, una
resistencia con los siguientes colores: Verde, Marrn, Negro Y Oro.
Al momento de leer la resistencia, el ltimo cdigo en leer son el de
los colores Oro y Plata. De igual forma existe un aparato llamado
el polmetro que mide la intensidad, resistencia y
voltaje.Conductividad Es la medida de la capacidad (o de la
aptitud) de un material para dejar pasar (o dejar circular)
libremente la corriente elctrica. La conductividad depende de la
estructura atmica y molecular del material.La conductividad es la
inversa de la resistividad; por tanto, y su unidad es el S/m
(siemens por metro). J= * E
Ejercicios CIRCUITO MIXTO1. Calcular la resistencia equivalente
y el voltaje del circuito las resistenciasR1=3R1=3
R2=6
R3=3
V
I=10A
R4=2
R1, R2 y R3 estn en paralelo y la resistencia R123 en serie con
R4, por lo tanto la Resistencia Equivalente ser:
m.c.m = 6, por lo tanto
Despejando la R123
Y como R123 est en serie con R4.
Al saber que la Intensidad es 10 Amperios y la Resistencia 3,2 .
Por lo tanto:
El Voltaje del circuito es 32 Voltios.2. Determinar la
resistencia equivalente y la intensidad de la corriente de la
siguiente conexin. R3=4R1=15
30V
R4=10
R2=16
R5=40
R6=8R7=21R8=17
3. Calcular la resistencia a y Bben el circuito de la
figura.
Calculo de resistencia en paralelo entre a y c.
Calculo de resistencia en paralelo entre d y b
Calculo de resistencia en serie entre d y b
Calculo de resistencia en serie entre d y b
Calculo de resistencia en paralelo del trayecto a y b