1

2

Reconocer y explicar los principios fundamentales de laElectricidad.

Desarrollar habilidades para medir parmetroselctricos fundamentales.

Aplicar las leyes y principios bsicos de la electricidad en circuitoselctricos.

Medir parmetros elctricos fundamentales y analizar e interpretarsus resultados.

Aplicar clculos en la solucin de circuitos elctricos.

Conectar circuitos elctricos bsicos.

Entender las leyes del electromagnetismo para describir el principiode funcionamiento de las mquinas elctricas.

Reconocer principios fundamentales de la seguridad elctrica.

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Este curso aporta al logro de los siguientes Resultados de la Carrera:

Los estudiantes aplican conocimientos actuales y emergentes declculo, estadstica y tecnologa para resolver problemas.

Sistema de Evaluacin: d

De las cuatro prcticas de aula, se elimina la nota ms baja y sepromedian las tres restantes (PA).

De las diecisis prcticas de laboratorio, ninguna se elimina paraobtener el promedio de laboratorio (PB).

Nota Final = 0.30 Pa + 0.40 Pb + 0.30 E

Donde:

E = ExamenPa = Pruebas de Aula,Pb = Pruebas de Laboratorio,Pt = Pruebas de Taller

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1 Conceptos Fundamentales de la Electricidad.Materia, tomo, carga elctrica, generacin de tensin elctrica.Laboratorio 1: Generacin de Electricidad.

2 Circuitos elctricos.Tensin elctrica.Resistencia elctrica.Laboratorio 2: Medicin de tensin y resistencia elctrica

3 Corriente elctrica.Leyes fundamentales.Ley de Ohm.Laboratorio 3: Medicin de corriente elctrica y ley de Ohm

4 Segunda ley de Kirchhoff.Primera ley de Kirchhoff.Laboratorio 4: Segunda ley de Kirchhoff

5 SeminarioPrctica Calificada N 1Laboratorio 5: Primera ley de Kirchhoff

6 Potencia, Energa y Eficiencia.Potencia elctrica.Eficiencia.Laboratorio 6: Medicin de potencia

7 Energa elctrica.Diagrama de carga.Laboratorio 7: Ahorro y medicin de energa

5

8 Seminario 2.Prctica calificada 2.Laboratorio 8: Aplicacin de circuitos elctricos.

9 Campo Magntico y Campo Elctrico.Campo Magntico.Campo Elctrico.Laboratorio 9: Campos Magntico y Elctrico

10 Electromagnetismo.Electromagnetismo.Laboratorio 10: Electromagnetismo y Transformador

11 Tensin y corriente Alterna monofsica.Onda sinusoidal.Ley de Ohm en AC.Laboratorio 11: Tensin y corriente alterna

12 Circuito serie en AC.Circuito paralelo en AC.Laboratorio 12: Circuitos serie en AC.

13 Seminario 3.Prctica Calificada N 03.Laboratorio 13: Circuitos paralelo en AC

14 Potencia en AC.Potencia activa.Potencia reactiva.Potencia aparente.Laboratorio 14: Potencia en AC

6

15 Circuitos trifsicos.Conexin estrella.Conexin tringulo.Potencia trifsica.Laboratorio 15: Circuitos trifsicos

16 Proteccin Elctrica.Fusibles.TermomagnticosDiferenciales

17 Seminario 4.Prctica calificada 4.Laboratorio 16: Potencia Trifsica

18 EXAMEN FINAL.

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Aplicar las leyes y principios bsicos de la electricidad en circuitos elctricos.

Medir parmetros elctricos fundamentales y analizar e interpretar sus resultados.

Aplicar clculos en la solucin de circuitos elctricos.

Conectar circuitos elctricos bsicos.

Entender las leyes del electromagnetismo para describir el principio de funcionamiento de las mquinas elctricas.

Reconocer principios fundamentales de la seguridad elctrica.

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Dnde est la electricidad?

Nuestra civilizacin dependede la electricidad

Algunos aparatos elctricos de la vida cotidiana...

Cmo sera nuestra vida sin electricidad?

9

La electricidad es una de las formas de energa que mas ventajas ycomodidades aporta a los seres humanos en la actualidad.

Con ella conseguimos que funcionen, entre otras, las siguientesaplicaciones:

Luz con lmparas elctricas, calor con cocinas, hornos y calefacciones,fro con frigorficos y equipos de aire acondicionado; fuerza motriz conmotores (ascensores, vehculos elctricos, electrodomsticos, etc), ymuchas ms aplicaciones que con el paso de los aos aparecern.

17

Es una manifestacin fsica que tiene que ver con las modificaciones que sedan en las partes mas pequeas de la materia, en los tomos y msconcretamente en el electrn.

El estudio del movimiento electrnico explica muchos fenmenos en lanaturaleza.

De hecho el trmino electricidad viene de la palabra electrn.

18

10

19

La materia es todo aquello que constituye el mundo fsico que nos rodea.

La materia, la podemos clasificar de manera sencilla, en elementos ycompuestos.

Los elementos estn formados por uno o ms tomos iguales.

Los compuestos son combinaciones de dos o ms tomos diferentes

La electricidad tiene su origen en elmovimiento de una pequea partculallamada electrn que forma parte deltomo. El tomo es la porcin mspequea de la materia y est compuestopor un ncleo donde se encuentran otraspartculas, como los protones (con cargaelctrica positiva) y los neutrones (sincarga).

11

21

La diferencia entre uno y otro elemento radica, bsicamente, en la cantidad deprotones y electrones que tenga el tomo en el ncleo y en las rbitas,respectivamente.

HIDRGENO CARBONO COBRE

1 Protn 6 Protn 29 Protn

1 Electrn 6 Electrn 29 Electrn

22

El ncleo positivo atrae a los electrones orbitales, pero estos no caen alncleo debido a la fuerza centrifuga (hacia fuera) creada por su movimientoorbital y el electrn est en equilibrio.

12

La electricidad consiste en el paso de electrones por la corteza del tomo

13

La diferencia existente en elnmero de electrones entre unextremo y otro, y quedetermina la fuerza con laque circulan, recibe el nombrede diferencia de tensin.

14

15

16

17

18

35

19

20

21

22

Instrumento para Medir la Tensin Elctrica:

El instrumento que mide tensin es el voltmetro. Se le simboliza as:

23

Unidad Voltio Smbolo U

Smbolo de la

unidad

V

PREFIJO(Delante del nombre de

la unidad)

SMBOLO(Despus de la Unidad)

FACTOR(Por el cual se

multiplica la unidad)

MltiplosMega MV 106 V

Kilo KV 10 3 V

Submltiplos

Mili mV 10 -3 V

Micro V 10-6 V

Nano nV 10 -9 V

Pico pV 10 -12 V

Unidad Voltio Smbolo U Smbolo de la unidad

V

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La tensin continua (DC) es aquella en la que su polaridad no cambia en el tiempo.

25

La tensin alterna (AC) es aquella en la que su polaridad vara con el tiempo y su magnitud es variable.

La tensin mixta es la suma de las dos anteriores. Su valor o magnitudno es constante, oscilando alrededor de un valor medio.

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El potencial de un punto es la tensin que ste tiene respecto de otrollamado "referencia" o "tierra", y la diferencia de potenciales entre dospuntos es la diferencia aritmtica entre el punto de mayor potencialmenos el punto de menor potencial.

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54

Describir los tipos de corriente y sus efectos.

Analizar las magnitudes que afectan las resistencias elctricas.

Esta sesin aporta al logro del siguiente Resultado de la Carrera:

Los estudiantes aplican matemticas, ciencia y tecnologa en eldiseo, instalacin, operacin y mantenimiento de sistemaselctricos.

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SIGLAS SIGNIFICADO DE LAS SIGLAS

UNE Una Norma Espaola, organismo espaol de publicacin de normas.

IECInternational Electrotechnical Commission. En esta comisin participan y colaboran las principalesnaciones industrializadas. Las recomendaciones que hace la IEC son tomadas en parte o totalmentepor las diferentes comisiones nacionales.

DIN Deutsche Industrienormen. Normas alemanas para la industria.

UTE Union Technique de IElectricit. Asociacin electrnica francesa.

BS British Standard. Normalizacin inglesa, que acoge en gran parte las normas IEC.

ANSI American National Standards Institute. Instituto de normalizacin nacional de USA.

NEMA National Electrical Manufactures Association. Asociacin de fabricantes de productos electrotcnicosde USA.

SEV Schweizerischer Elektrotechnischer Verein. Entidad electrnica 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. Prescripcionesinternacionales preferentemente para aparatos de instalacin de baja tensin hasta 63.

AS Australian Standard. Prescripciones australianas unificadas en gran parte con IEC.

CSA Canadian Standard Association. Asociacin para la normalizacin en Canad.

Definimos a la intensidad de corriente elctrica como la cantidad decarga que circula, por segundo, a travs de una seccin delconductor.

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Unidad Amperio Smbolo I Smbolo de la unidad A

30

Gire el conmutador selector de funcin a la escala ms alta decorriente DC.

Abra el circuito como se muestra en la figura:

31

El sentido de la corriente, en el interior de la pila, es del borne positivoal negativo. ste es el verdadero sentido de la corriente o sentido real osentido electrnico. Sin embargo, asumimos que el sentido de lacorriente es el contrario al sentido verdadero, a esto se le conoce comoel "sentido tcnico de la corriente":

SENTIDO REAL DE LA CORRIENTE

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Ya que existe una relacin de causa y efecto entre la tensin y lacorriente, el tipo de tensin determina, tambin, el tipo de corriente.

Por esta razn, los tipos de corriente son: Corriente continua (DC) yalterna (AC):

Corriente continua (DC): La corriente continua (DC) es aquella en laque su valor o magnitud permanece constante con el tiempo y,adems, su sentido no vara.

Corriente Alterna (AC): La corriente alterna (AC) es aquella en la quesu sentido de movimiento vara con el tiempo y sus valores omagnitudes no permanecen constantes.

33

65

34

35

36

Definimos la resistencia elctrica como la oposicin que ejercen losmateriales al paso de la corriente elctrica.

Smbolo de la resistencia = R

72

La Resistencia depende de:

1) La seccin del conductor

2) La longitud del conductor

Mayor rea ===>Menor Resistencia

Menor rea ===>Mayor Resistencia

La resistencia de un conductor aumenta con su longitud

37

73

La resistividad de un conductor o la resistencia elctrica especifica,es una caracterstica propia de cada elemento o material y se definecomo la resistencia de un conductor de un metro de longitud y un m2de seccin.

74

La resistividad depende del material

38

75

De lo visto anteriormente podemos relacionar lo siguiente:

El instrumento que mide resistencia elctrica es el ohmmetro. Se lesimboliza as:

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CONEXIN DEL OHMIMETRO

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El calor es el movimiento de las molculas o de los tomos.

Por tanto al aumentar la oposicin a la circulacin de los electronesaumenta la resistencia.

40

79

a) Calentamiento interno o propio: Producido por la circulacin decorriente en un conductor (efecto joule)

b) Calentamiento externo o indirecto: Producido por influenciaexterna.

80

41

82

Potencimetros de ajuste (trimmer)

potencimetros giratorios

Potencimetro de cursor

Resistencia bobinadas

Resistencias de pelcula

Fotorresistencias (LDR)

42

Tolerancia Designacin MIL

5% J

20% M

10% K

2% G

1% F

0.5% D

0.25% C

0.1% B

43

85

Un alambre de cobre de 800m y una seccin 8mm2 tiene una resistividadde 1.72x10-6 mm2/cm y otro alambre de aluminio de 950m de largo cuyaresistividad es de 2.63x10-6 mm2/cm. estn conectados en serie cual esla resistencia total del conductor? Si el alambre de aluminio tiene undimetro de 3mm. ( = 3.1416)

1.72 10

800

8

17,2 10

Aluminio

!"

4! 3

4

S 7,0686

'( 2,63 10

950

7,0686

'( 35,346 10

+,-.( 17,2 10 / 35,346 10

+,-.( 52,546 10

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Calcular la resistencia equivalente del circuito mostrado

44

87

La resistencia final de un termmetro de platino es de 135 a 80C, hallar el valor de suresistencia inicial a 25C. coeficiente de temperatura de la resistencia de platino 0.00392 C-1.

Un cable circular de cobre, de 1milmetro de dimetro tiene una resistividad de 0.0175mm2/m y el valor de su resistencia es de 10 . Calcular su longitud. (=3.14)

Calcular la resistencia de un conductor de aluminio cuya longitud es de 42m y seccin1.55mm2,Al= 0.028 xmm2/cm.

Calcular la resistencia equivalente del siguiente circuito

20 60

45

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Describir el comportamiento de corriente elctrica, sus caractersticasy tipos.

Describir el comportamiento de la electricidad.

Aplica la ley de Ohm para calcular los parmetros elctricos bsicos.

Esta sesin aporta al logro del siguiente Resultado de la Carrera:

Los estudiantes aplican matemticas, ciencia y tecnologa en eldiseo, instalacin, operacin y mantenimiento de sistemaselctricos.

R Resistencia medida en ohmios ()U Tensin en voltios (V)I Intensidad en amperios (A)

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I VS. U

Manteniendo constante la resistencia R = 20 se va variando la tensin desde U = 0 V hastaU = 10 V,

Obtenindose los siguientes resultados:

Se observa que cuando la tensin aumenta lacorriente tambin aumenta, es decir, sondirectamente proporcionales.I U

Manteniendo constante la tensin en:U = 12 V

Se va variando la resistencia desdeR = 10 hasta R = 50 ,

Obtenindose los siguientes resultados:

11

1

1

=

=

=

S

GR

RG

47

94cba

ba

cba

ac

cba

cb

RRR

RRR

RRR

RRR

RRR

RRR

++=

++=

++=

3

2

1

48

95 3

133221

2

133221

1

133221

R

RRRRRRR

R

RRRRRRR

R

RRRRRRR

c

b

a

++=

++=

++=

Ley de tensiones/Circuito serie

En esta conexin las cargas son colocadas unas tras otras de forma que lamisma corriente circula por todas ellas.

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Resistencia Equivalente

La resistencia total de un circuito se llama tambin resistencia equivalente y enlos clculos puede sustituir a las resistencias y parciales. Si la tensin esconstante, la resistencia equivalente consume tanta corriente como lasresistencias parciales montadas en serie.

R1 = 10 R2 = 20 y R3 = 3010 + 20 + 30 = Req = 60

Ley de Corrientes / Circuito Paralelo

En este montaje las cargas estn conectadas en un circuito de modo que lacorriente de la fuente de energa se divide entre las cargas, de tal manera queslo una parte de la corriente pasa por cada carga.

Una caracterstica de la conexin paralelo es la posibilidad de conectar ydesconectar las cargas a voluntad e independientemente unas de otras.

50

=== 45,55,5

30eqeqeq RA

VR

IU

R

321eq R

U

R

U

R

U

R

U ++=

321eq R

1

R

1

R

1

R

1 ++=

Determinar el valor que sealan los tres aparatos de medida, conectados enel circuito de la siguiente manera:

v1v2

A

0.56K

330125V

Determinar la intensidad de corriente del circuito

+

220

-

10 1010

20 20

2020 4

8

16/3