laboratorio corriente continua

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laboratorio técnico de corriente continua formulas e infomracion

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  • Laboratorio de Corriente

    Continua (TEE 103).

    AIEP

    Relator: Alfonso Munizaga Daz

  • Presentacin Curso

    Competencia:Al finalizar el mdulo los participantes sern capaces de:

    Operar con las leyes y teoremas fundamentales para caracterizar y explicar el

    comportamiento de un circuito de corriente continua, demostrando habilidad para

    utilizar instrumentos de medicin y actitudes acordes con buenas prcticas de

    prevencin de riesgos para un trabajo seguro.

    Duracin: 90 horas pedaggicas. Horas Aula: 36 horas pedaggicas.

    Horas Taller: 54 horas pedaggicas en laboratorio de especialidad.

    EVALUACIN: 3 parciales + 1 sumativa integradora

  • Tpicos Principales

    1. Unidad # 1 ( 5 Hrs) (Smbolos, Circuitos y Diseos elctricos).2. Unidad # 2 (10 Hrs) (Magnitudes fsicas y elctricas).3. Unidad # 3 ( 10 Hrs) (Resistencias Elctricas). 4. Unidad # 4 ( 10 Hrs) (Medicin de Potencial Elctrico).5. Unidad # 5 ( 10 Hrs) (Medicin de Intensidad Elctrica).6. Unidad # 6 ( 10 Hrs) (Potencia y Consumo Elctrico).7. Unidad # 7 ( 10 Hrs) (Ley de Ohm, Circuitos y Mediciones).8. Unidad # 8 ( 10 Hrs) (Ley de Kirchhoff).9. Unidad # 9 ( 10 Hrs) (Resistencia Equivalente).

  • Unidad # 1 Smbolos, Circuitos y

    Diseos Elctricos.

  • Smbolos Elctricos

    La simbologa elctrica,

    representa la estandarizacin de

    las figuras utilizadas en la

    elaboracin de los proyectos

    elctricos.

    La norma N.Ch. Elec 2/84

    entrega el siguiente listado:

  • Smbolos Elctricos.

  • Smbolos Elctricos

  • Smbolos Elctricos.

  • Smbolos Electrnicos

  • Smbolos Componentes

    Pasivos.

  • Smbolos Componentes Activos

  • Smbolos Componentes Activos

    (Digitales).

  • Smbolos Instrumentos

  • Smbolos Varios

  • Circuitos Elctricos

    Un circuito es una red elctrica (interconexin de dos o ms

    componentes, tales como resistencias, inductores,

    condensadores, fuentes, interruptores y semiconductores) que

    contiene al menos una trayectoria cerrada. Los circuitos que

    contienen solo fuentes, componentes lineales (resistores,

    condensadores, inductores) y elementos de distribucin lineales

    (lneas de transmisin o cables) pueden analizarse por mtodos

    algebraicos para determinar su comportamiento en corriente

    directa o en corriente alterna. Un circuito que tiene componentes

    electrnicos es denominado un circuito electrnico. Estas redes

    son generalmente no lineales y requieren diseos y herramientas

    de anlisis mucho ms complejos.

  • Circuitos Elctricos

    Componente: Un dispositivo con dos o ms terminales en el que puede fluir interiormente

    una carga. En la figura 1 se ven 9 componentes entre resistores y fuentes.

    Nodo: Punto de un circuito donde concurren ms de dos conductores. A, C, B, D, E son

    nodos. Ntese que C no es considerado como un nuevo nodo, puesto que se puede considerar

    como un mismo nodo en A, ya que entre ellos no existe diferencia de potencial o tener

    tensin 0 (VA - VC = 0).

    Rama: Conjunto de todas las ramas comprendidos entre dos nodos consecutivos. En la figura

    1 se hallan siete ramales: AB por la fuente, BC por R1, AD, AE, BD, BE y DE. Obviamente,

    por un ramal slo puede circular una corriente.

    Malla: Cualquier camino cerrado en un circuito elctrico.

    Fuente: Componente que se encarga de transformar algn tipo de energa en energa

    elctrica. En el circuito de la figura 1 hay tres fuentes: una de intensidad, I, y dos de tensin,

    E1 y E2.

    Conductor: Comnmente llamado cable; es un hilo de resistencia despreciable (idealmente

    cero) que une los elementos para formar el circuito

  • Clasificacin de los Circuitos.

    Los circuitos elctricos se clasifican de la siguiente forma:

  • Circuitos Elctricos y

    Electrnicos

    Un circuito Elctrico es una red elctrica (interconexin de dos

    o ms componentes, tales como resistencias, inductores,

    condensadores, fuentes, interruptores y semiconductores) que

    contiene al menos una trayectoria cerrada. Los circuitos que

    contienen solo fuentes, componentes lineales (resistores,

    condensadores, inductores) y elementos de distribucin lineales

    (lneas de transmisin o cables) pueden analizarse por mtodos

    algebraicos para determinar su comportamiento en corriente

    directa o en corriente alterna. Un circuito que tiene componentes

    electrnicos es denominado un circuito electrnico. Estas redes

    son generalmente no lineales y requieren diseos y herramientas

    de anlisis mucho ms complejos.

  • Diseos de Circuitos Elctricos.

    Para disear cualquier circuito elctrico, ya sea analgico o digital, los

    ingenieros electricistas deben ser capaces de predecir las tensiones y

    corrientes de todo el circuito. Los circuitos lineales, es decir, circuitos

    con la misma frecuencia de entrada y salida, pueden analizarse a mano

    usando la teora de los nmeros complejos. Otros circuitos slo

    pueden analizarse con programas informticos especializados o con

    tcnicas de estimacin como el mtodo de linealizacin.

    Los programas informticos de simulacin de circuitos, como SPICE,

    y lenguajes como VHDL y Verilog u otros, permiten a los ingenieros

    disear circuitos sin el tiempo, costo y riesgo que tiene el construir un

    circuito prototipo.

    Pueden necesitarse otras leyes ms complejas si el circuito contiene

    componentes no lineales y reactivos. Aplicar estas leyes produce un

    sistema de ecuaciones que puede ser resuelto ya sea de forma

    algebraica o numrica.

  • Ejemplos de Diseos

  • Ejemplos de Diseos.

  • Ejemplo de Circuito de

    Corriente Continua

  • Ejemplo de Cto Corriente

    Alterna.

  • Unidad # 2 Magnitudes Fsicas y

    Elctricas.

  • Magnitudes Fsicas

    Una magnitud fsica es una propiedad o cualidad medible de un sistema fsico, es

    decir, a la que se le pueden asignar distintos valores como resultado de una medicin

    o una relacin de medidas. Las magnitudes fsicas se miden usando un patrn que

    tenga bien definida esa magnitud, y tomando como unidad la cantidad de esa

    propiedad que posea el objeto patrn. Por ejemplo, se considera que el patrn

    principal de longitud es el metro en el Sistema Internacional de Unidades.

    Las primeras magnitudes definidas estaban relacionadas con la medicin de

    longitudes, reas, volmenes, masas patrn, y la duracin de periodos de tiempo.

    Existen magnitudes bsicas y derivadas, y constituyen ejemplos de magnitudes

    fsicas: la masa, la longitud, el tiempo, la carga elctrica, la densidad, la temperatura,

    la velocidad, la aceleracin y la energa. En trminos generales, es toda propiedad de

    los cuerpos o sistemas que puede ser medida. De lo dicho se desprende la

    importancia fundamental del instrumento de medicin en la definicin de la

    magnitud.

  • Magnitudes Fsicas

    La Oficina Internacional de Pesas y Medidas, por medio del Vocabulario

    Internacional de Metrologa (International Vocabulary of Metrology, VIM), define a

    la magnitud como un atributo de un fenmeno, un cuerpo o sustancia que puede ser

    distinguido cualitativamente y determinado cuantitativamente.

    A diferencia de las unidades empleadas para expresar su valor, las magnitudes fsicas

    se expresan en cursiva: as, por ejemplo, la "masa" se indica con "m", y "una masa

    de 3 kilogramos" la expresaremos como m = 3 kg.

  • Magnitudes Elctricas.

    Amperio:

    El amperio ampere es la unidad de intensidad de corriente elctrica. Forma parte de

    las unidades bsicas en el Sistema Internacional de Unidades (SI). Equivale a una

    intensidad de corriente tal que, al circular por dos conductores paralelos,

    rectilneos, de longitud infinita, de seccin circular despreciable y separados entre

    s, en el vaco a una distancia de un metro, produce una fuerza entre los conductores

    de 2 x 10 -7 Newtons por cada metro de conductor. Se representa con el smbolo A.

    Fue nombrado en honor de Andr-Marie Ampre.

    Voltio

    El voltio se define como la diferencia de potencial a lo largo de un conductor

    cuando una corriente de un amperio utiliza un vatio de potencia. El voltio tambin

    puede ser definido como la diferencia de potencial existente entre dos puntos tales

    que hay que realizar un trabajo de 1 joule para trasladar del uno al otro la carga de 1

    culombio.

  • Magnitudes Elctricas.

    Culombio

    El Culombio cantidad de electricidad, smbolo C, es la Unidad derivada del SI para

    la medida de la magnitud fsica (carga elctrica).

    Se define como la cantidad de electricidad transportada en un segundo por una

    corriente de un amperio de intensidad. Es alrededor de 6.2410 18 veces la carga de

    un electrn. Nombrada en honor de Charles-Augustin Coulomb (1736 - 1806).

    Ohmio

    El ohmio es la unidad de resistencia elctrica en el Sistema Internacional de

    Unidades.

    Un ohmio es el valor de la resistencia que presenta un conductor al paso de una

    corriente elctrica de un Amperio, cuando la diferencia de potencial entre sus

    extremos es de un voltio.

    Se representa con la letra griega (Omega). Su nombre se deriva del apellido del

    fsico alemn Georg Simon Ohm autor de la Ley de Ohm.

  • Magnitudes Elctricas.

    Las propiedades fsicas fundamentales de la corriente elctrica son:

    Intensidad ( I )

    Tensin ( V )

    Resistencia ( R )

    Intensidad, Amperaje o Corriente ( I ):

    Esta magnitud se define como la cantidad de electrones que fluyen por un conductor

    en unidad de tiempo. La unidad para medir la intensidad de corriente elctrica es el

    amperio y se simboliza con la letra (A) en mayscula. A su vez el amperio es el paso

    de un columbio (6.24 x 10 18 electrones) en un segundo a travs de un conductor.

    Esta unidad del sistema internacional de unidades es nombrada as en honor a

    Andr-Marie Ampre. En las unidades del sistema internacional cuyo nombre

    proviene del nombre propio de una persona, la primera letra del smbolo se escribe

    con mayscula (A), en tanto que su nombre siempre empieza con una

    letra minscula (amperio), salvo en el caso que inicie una frase o titulo.

  • Magnitudes Elctricas

    Mltiplos: "mas usados"

    Kilo amperio (kA) = 1000 amperios

    Mega amperio (MA) = 1.000.000 amperios

    Submltiplos: "mas usados"

    mili amperio (mA) = 0,001 amperio

    Micro amperio (A) = 0,000001 amperio

    Para realizar la medicin de la magnitud de la corriente, amperaje o intensidad,

    se utiliza un amperimetro que se conecta en serie con el circuito elctrico por

    donde fluye la corriente que se desea medir. Estos instrumentos los hay de tipo

    anlogo o digital.

  • Magnitudes Elctricas

    Existe otro tipo de equipo de medicin con el cual no es necesario interrumpir el

    circuito elctrico (pinza amperimtrica) con la cual se mide la corriente que hay

    en un conductor o circuito elctrico de manera no invasiva.

    Estos instrumentos permiten medir el amperaje tanto en corriente alterna (AC)

    como corriente continua (CC) o directa (DC).

  • Magnitudes Elctricas

    Tensin, Voltaje o Fuerza Electromotriz ( E U):

    Es la diferencia de potencial existente entre dos cargas. La unidad para medir

    tensin, Voltaje o Fuerza Electromotriz es el Voltio.

    VOLTIO ( V ):

    Es la diferencia de potencial que causa el paso de un columbio para producir un

    joule de trabajo. En otros trminos, voltio es la diferencia de potencial elctrico

    que existe entre dos puntos de un circuito, por el cual circula una corriente de un

    amperio, cuando la potencia desarrollada entre estos puntos es de un vatio.

    Esta unidad del sistema internacional de unidades es nombrada as en honor a

    Alessandro Volta. En las unidades del sistema internacional cuyo nombre

    proviene del nombre propio de una persona, la primera letra del smbolo se

    escribe con mayscula (V), en tanto que su nombre siempre empieza con una

    letra minscula (voltio), salvo en el caso que inicie una frase o titulo.

  • Magnitudes Elctricas.

    Mltiplos: "mas usados"

    Kilo voltio ( kV ) = 1000 voltios

    Mega voltio ( MV ) = 1.000.000 de voltios

    Submltiplos: "mas usados

    Mili voltio ( mV ) = 0,001 voltio

    Micro voltio ( V ) = 0, 000001 voltios

    Para realizar la medicin de la magnitud del voltaje, se utiliza un voltmetro que

    se conecta en paralelo con el circuito elctrico cuya tensin se desea medir..

  • Magnitudes Elctricas

    RESISTENCIA ( R ):

    La resistencia se define como la oposicin o dificultad que ofrece un conductor al

    paso de la corriente. La unidad fundamental para medir esta magnitud es el

    ohmio ().

    OHMIO ()

    Es la resistencia que ofrece una columna de mercurio de 106,3 cm de longitud y

    1 mm de seccin al paso de la corriente.

    Esta unidad del sistema internacional de unidades es nombrada as en honor a

    Georg Ohm. En las unidades del sistema internacional la unidad de la resistencia

    es ohmio ().

  • Magnitudes Elctricas.

    Mltiplos: "mas usados"

    Kilo ohmio ( k ) = 1000 ohmios

    Mega ohmio ( M ) = 1.000.000 ohmios

    Submltiplos: tiene muy poca utilizacin ya que el ohmio es de por s una unidad

    muy pequea.

    El instrumento que se emplea para medir esta magnitud es el ohmetro. Al usar

    este instrumento el circuito no debe tener tensin alguna, y debe conectarse en

    paralelo con el elemento que se desea medir. Es muy comn el uso del ohmetro

    para medir continuidad, es decir, para ver si el circuito est o no interrumpido

  • Magnitudes Elctricas

    El instrumento para medir grandes resistencias, aislamientos de los conductores y

    fugas a tierra se denomina meghmetro o telurmetro; se conoce tambin como

    "megger" aun que este termino corresponde a la marca comercial del primer

    instrumento porttil medidor de aislamiento elctrico introducido en la industria

    elctrica en 1889.

    En realidad estos equipos son un tipo especial de ohmetro, en el que la batera de

    baja tensin, de la que normalmente estn dotados estos, se sustituye por un

    generador de alta tensin, de forma que la medida de la resistencia se hace con

    voltajes muy elevados.

  • Magnitudes Elctricas.

    POTENCIA ELCTRICA

    Cuando se trata de corriente continua (CC) la potencia elctrica desarrollada en

    un cierto instante por un dispositivo de dos terminales, es el producto de la

    diferencia de potencial entre dichos terminales y la intensidad de corriente que

    pasa a travs del dispositivo. Por esta razn la potencia es proporcional a la

    corriente y a la tensin. Esto es:

    P=VxIdonde I es el valor instantneo de la intensidad de corriente y V es el valor

    instantneo del voltaje. Si I se expresa en amperios y V en voltios, P estar

    expresada en watts (vatios). Igual definicin se aplica cuando se consideran

    valores promedio para I, V y P.

  • Magnitudes Elctricas

    Cuando el dispositivo es una resistencia de valor R o se puede calcular la

    resistencia equivalente del dispositivo, la potencia tambin puede calcularse

    como:

    P=I2xR=V2/RLa unidad fundamental del potencial es el watt; pero comnmente se emplea

    el kilo-watt, equivalente a 1000 watt, y el mili-watt es equivalente a la milsima

    parte de un watt.

  • Magnitudes Elctricas

  • Pre Fijos Elctricos

  • Multmetro o Tester.

    Un multmetro, tambin denominado polmetro, tester o multitester, es un

    instrumento elctrico porttil para medir directamente magnitudes elctricas activas

    como corrientes y potenciales (tensiones) o pasivas como resistencias, capacidades

    y otras.

    Las medidas pueden realizarse para corriente continua o alterna y en varios

    mrgenes de medida cada una. Los hay analgicos y posteriormente se han

    introducido los digitales cuya funcin es la misma (con alguna variante aadida).

  • Imgenes Multmetro o Tester.

  • Unidad # 3 Resistencias

    Elctricas.

  • Resistencias Elctricas

    RESISTENCIA ( R ):

    La resistencia se define como la oposicin o dificultad que ofrece un conductor al

    paso de la corriente. La unidad fundamental para medir esta magnitud es el

    ohmio ().

    OHMIO ()

    Es la resistencia que ofrece una columna de mercurio de 106,3 cm de longitud y

    1 mm de seccin al paso de la corriente.

    Esta unidad del sistema internacional de unidades es nombrada as en honor a

    Georg Ohm. En las unidades del sistema internacional la unidad de la resistencia

    es ohmio ().

  • Resistencias Elctricas.

    Factores que afectan la resistencia de un conductor:

    R = . (L / S)

    La longitud ( L ): a mayor longitud corresponde una mayor resistencia.

    La seccin ( S ): a mayor seccin se tiene menor resistencia. Para determinar la

    seccin se emplea comnmente el termino calibre.

    Coeficiente de resistividad ( ): es la resistencia especifica que ofrece un

    material y que depende de su estructura fsica o naturaleza. Su valor se da en

    ohmios por milmetro cuadrado de seccin sobre metro. Este valor para el cobre

    es 0,0172 . mm/m y para el aluminio es 0,028 . mm/m.

    La temperatura: Normalmente con el aumento de la temperatura aumenta la

    resistencia, pero se dan materiales en los cuales con el aumento de la temperatura

    disminuye la resistencia. Este comportamiento variable da origen a las termo-

    resistencias o termistores.

  • Tipos de Resistencias

    Elctricas

    Para el clculo de una resistencia no basta con calcular

    su valor hmico tambin es necesario conocer la

    potencia que puede soportar y, por tanto, el calor que es

    capaz de disipar dicha resistencia, la mayor o menor

    potencia repercute en su tamao a ms potencia ms

    grandes son las resistencias, la unidad es el vatio o Watt,

    fracciones de vatio o Watt.

    Por ejemplo: 1/4w, w, 1w, 1,5w, 5w, etc.

  • Tipos de Resistencias

    Elctricas.Las resistencias de carbn aglomerado se fabrican para 1/8 w, w, w, 1w y 2w.

    Las resistencias de pelcula de carbn se fabrican para 1/10 w (o 1/8 w), w, 1/3

    w, w, 1w, 1,5 w, 2 w.

    Las resistencias de pelcula metlica se fabrican normalmente para w y w.

    Las resistencias bobinadas existe una gama muy amplia de fabricacin con

    potencias de disipacin que van desde 1 w hasta los 130 w o bajo pedido de ms

    potencia.

    La unidad de medida de las resistencias es el ohmio, pero en la prctica se suelen

    representar del siguiente modo:

    2k2 = 2200

    1,5k = 1500

    4k7 = 4,7k = 4700

    10k = 10000

  • Tipos de Resistencias

    ElctricasComo ya sabemos las resistencias se utilizan para ofrecer cierta oposicin al paso

    de la corriente, las diferentes clases de resistencias se pueden clasificar por su

    fabricacin, por su consumo o por su valor.

    Los tipos de resistencias ms utilizadas son:

    - Resistencias fijas: aglomeradas, de pelcula de carbn, de pelcula metlica y bobinadas.

    - Resistencias variables: bobinadas, de pelcula.

    - Resistencias dependientes o variables: LDR, VDR, PTC, NTC.

    La construccin de un tipo u otro de resistencias nace por la necesidad de cumplir

    unas especificaciones de bajo/alto valor hmico, potencia, etc.

  • Tipos de Resistencias

    Elctricas.Cules son las caractersticas esenciales de una resistencia?

    Dependiendo para qu queramos utilizarlas, si en electrnica de potencia,

    electrnica de telecomunicaciones, etc., pueden existir muchas caractersticas aqu

    se tratar las ms bsicas;

    - El valor nominal de la resistencia en . - La tolerancia de este valor, normalmente en %. - La carga permisible o potencia de la resistencia.

    Las normas han definido los valores nominales de las resistencias que se fabrican

    mediante nmeros o mediante un cdigo de colores.

  • Tipos de Resistencias

    ElctricasLa Comisin Electrotcnica Internacional (CEI, sus siglas en ingls son IEC)

    determin el nmero de valores por dcada para una serie de valores, por ejemplo;

    E6 20% = 6 valores entre 1 y 10. E12 10%= 12 valores entre 1 y 10. E24 5%= 24 valores entre 1 y 10.

    El % de las series nos indica la tolerancia del valor de la resistencia, por ejemplo, si

    tenemos;

    R1 = 100 10% su valor puede oscilar entre 90 110

  • Cdigo de Colores

    Resistencias Elctricas

    10 2 10 2

    PPM/C

  • Ejemplos de Variacin con la

    TemperaturaEjemplo1: ppm=400/C Resistencia 102ohm T1=10C T2=

    50C

    Con T1 R=102+102((400*10)/1000000)

    =102+102*0.004=102+0.408=102.408

    Con T2 R=102+102((400*50)/1000000)

    =102+102*0.02=102+2.04=104.04

    Ejemplo2: ppm=10/C Resistencia 102 ohm T1=10C T2= 50C

    Con T1 R=102+102((10*10)/1000000)

    =102+102*0.0001=102+0.0102=102.0102

    Con T2 R=102+102((10*50)/1000000)

    =102+102*0.0005=102+0.051=102.051

  • Cdigo de Colores

    Resistencias Elctricas

  • Ejemplos Cdigo de Colores

    Resistencias Elctricas.

  • Resistencias Fijas Bobinadas

  • Resistencias Fijas Carbn.

  • Resistencias Variables

    Bobinadas

  • Resistencias Variables Carbn

    Trimmer.

    Potencimetro Giratorio.

  • Tipos de Resistencias

    ElctricasResistencias NTC (coeficiente negativo de temperatura): son

    elementos en los que su resistencia baja rpidamente al aumentar

    la temperatura. Se fabrican partiendo de xidos semiconductores

    de algunos metales como Cr, Mn, Fe, etc.

    Resistencias PTC (coeficiente positivo de temperatura): son

    elementos con coeficiente de temperatura muy positivo, dentro de

    un margen de temperaturas determinado, fuera del cual el

    coeficiente puede ser cero o inclusive negativo. En general al

    aumentar la temperatura aumenta la resistencia. Se fabrican con

    mezclas de titanios de bario y estroncio.

  • Tipos de Resistencias

    Elctricas.Resistencias dependientes de la iluminacin (luz) LDR:

    Se denomina fotorresistencias a aquellos elementos cuya resistencia vara al

    cambiar las condiciones luminosas del ambiente. El valor de la resistencia

    disminuye a medida que aumenta la luz.

    Resistencias dependientes de la tensin VDR:

    Son elementos en los cuales el valor de la resistencia disminuye al aumentar la

    tensin aplicada. Se fabrican a base de carburo de silicio.

  • Smbolos de Resistencias

    Elctricas

  • Smbolos de Resistencias

    Elctricas.

  • Resistencias en Serie o

    Paralelo

    Resistencia Rab para cuando estn en Serie:

    Rab= R1+R2+R3.+Rn

    Resistencia Rab para cuando estn en Paralelo:

    1/Rab= 1/R1+1/R2+1/R3.+1/Rn

  • Unidad # 4 Medicin de

    Potencial Elctrico.

  • Medicin de Potencial Elctrico

    1 Selecciona la tierra del circuito o punto de referencia. Para

    aplicaciones de automocin, esta ser una conexin en el bastidor del

    chasis. Verifica que la toma de tierra est limpia y libre de aceite,

    polvo, xido, pintura y otros contaminantes. Si ests tomando una

    medicin de voltaje en un circuito de corriente alterna, vas a utilizar el

    cable neutro (cable blanco) como tu punto de referencia.

    2 Enciende el DVM y selecciona el voltaje adecuado. Para

    aplicaciones de automocin, este ser voltios de CC. Si es una

    instalacin Domiciliaria ser Voltios de CA, en una escala superior a

    220 VAC..

    3 Enciende el circuito electrnico. Coloca el cable negro en el punto de

    referencia o la tierra del chasis. Deja el cable explorador en esta

    posicin mientras tomas tus medidas de tensin.

    4 Coloca el explorador rojo en el circuito. Supervisa la lectura de

    voltaje mostrado en el medidor. No cruces los cables positivo y

    negativo mientras estn en el circuito.

  • Unidad # 5 Medicin de

    Intensidad Elctrica.

  • Medicin de Intensidad Elctrica

    1 Selecciona la tierra del circuito o punto de referencia. Para aplicaciones de

    automocin, esta ser una conexin en el bastidor del chasis. Verifica que la toma de

    tierra est limpia y libre de aceite, polvo, xido, pintura y otros contaminantes. Si

    ests tomando una medicin de voltaje en un circuito de corriente alterna, vas a

    utilizar el cable neutro (cable blanco) como tu punto de referencia.

    2 Enciende el DVM y selecciona la intensidad adecuada. Para aplicaciones de

    automocin, este ser intensidad de CC. Si es una instalacin Domiciliaria ser

    intensidad de CA, en una escala superior a 10 A.

    3 Coloca el cable negro en uno de los extremos del punto en donde se interrumpi el

    circuito.

    4 Coloca el explorador rojo en el otro extremo del punto en donde se interrumpi el

    circuito.

    5 Enciende el Circuito, asegurndose que el Multmetro est en serie.

  • Video del Uso del Multmetro

  • Unidad # 6 Potencia y Consumo

    Elctrico.

  • Magnitudes Elctricas

    POTENCIA ELCTRICA

    Cuando se trata de corriente continua (CC) la potencia elctrica desarrollada en

    un cierto instante por un dispositivo de dos terminales, es el producto de la

    diferencia de potencial entre dichos terminales y la intensidad de corriente que

    pasa a travs del dispositivo. Por esta razn la potencia es proporcional a la

    corriente y a la tensin. Esto es,

    P=VxIdonde I es el valor instantneo de la intensidad de corriente y V es el valor

    instantneo del voltaje. Si I se expresa en amperios y V en voltios, P estar

    expresada en watts (vatios). Igual definicin se aplica cuando se consideran

    valores promedio para I, V y P.

  • Magnitudes Elctricas.

    Cuando el dispositivo es una resistencia de valor R o se puede calcular la

    resistencia equivalente del dispositivo, la potencia tambin puede calcularse

    como:

    P=I2xR=V2/RLa unidad fundamental del potencial es el watt; pero comnmente se emplea

    el kilo-watt, equivalente a 1000 watt, y el mili-watt es equivalente a la milsima

    parte de un watt.

  • Potencia Elctrica

    La potencia de un aparato electrnico es la energa elctrica consumida en una

    unidad de tiempo (por lo general, un segundo).

    Potencia = energa consumida/ tiempo

    P=E/tLa unidad de potencia en el SI es el vatio (W). A menudo la potencia viene

    expresada en kilowatios. 1kW= 1000 W.

    P = (VA-VB)*I

  • Potencia Elctrica

    De esta ecuacin se deduce que:

    Una diferencia de potencial ms elevada origina una potencia mayor, porque cada electrn transporta mucha ms energa.

    Una intensidad mayor incrementa la potencia, pues hay ms electrones que gastan su energa cada segundo.

    Ejemplo:

    Calcula la intensidad de una bombilla de 100W a 220V y calcula su

    resistencia.

    I = P / V = 100 / 200 = 0.45A

    R = P / I2 = 100 / (0.45)2 = 483 Ohms

  • Consumo.

    El consumo de energa elctrica:

    La energa elctrica consumida se calcula a partir de la expresin de la potencia

    multiplicada por el tiempo.

    Energa consumida = potencia x tiempo

    E=PxtLa energa viene dada en Julios (1 Julio = 1 vatio * 1 segundo). No obstante, esta

    no es la unidad de energa elctrica que aparece en algunos sitios, sino el kilovatio

    por hora. 1Kw x h = 3600000 J.

  • Unidad # 7 Ley de Ohm,

    Circuitos y Mediciones.

  • Ley de OHM(Georg Simon Ohm)

    La Ley de Ohm establece que: I = V/R.

    Formulada por primera vez en 1827.

    Nacimiento

    16 de marzo de 1789

    Erlangen, Baviera, Sacro Imperio

    Romano Germnico

    Fallecimiento6 de julio de 1854

    Mnich, Baviera, Alemania

  • Aplicacin de la Ley de Ohm

    Conclusin: un circuito simple, es aquel al que

    podemos aplicar directamente la Ley de OHM,

    luego es un circuito de UN solo lazo o Malla.

  • Circuito Serie

    Circuitos serie

    Se define un circuito serie como aquel circuito en el que la corriente elctrica solo

    tiene un solo camino para llegar al punto de partida, sin importar los elementos

    intermedios. En el caso concreto de solo arreglos de resistencias la corriente

    elctrica es la misma en todos los puntos del circuito

  • Circuito Paralelo.

    Se define un circuito paralelo como aquel circuito en el que la corriente elctrica

    se bifurca en cada nodo. Su caracterstica mas importante es el hecho de que el

    potencial en cada elemento del circuito tienen la misma diferencia de potencial.

  • Circuito Mixto

    Circuito Mixto

    Es una combinacin de elementos tanto en serie como en paralelos. Para la solucin

    de estos problemas se trata de resolver primero todos los elementos que se

    encuentran en serie y en paralelo para finalmente reducir a la un circuito puro, bien

    sea en serie o en paralelo.

  • Unidad # 8 Ley de Kirchhoff

  • Circuito Simple

    Conclusin: un circuito simple, es aquel al que

    podemos aplicar directamente la Ley de OHM,

    luego es un circuito de UN solo lazo o Malla.

  • Mltiples Lazos o Mallas

    Conclusin: en un circuito con mltiples Lazos o Mallas

    tenemos Nodos y no podemos aplicar directamente la Ley de

    OHM, debemos realizar clculos parciales, determinar

    resistencias equivalentes o utilizar las leyes de Kirchhoff.

  • Leyes de Kirchhoff

    Las leyes de Kirchhoff son dos igualdades que se basan en la

    conservacin de la energa y la carga en los circuitos elctricos.

    Fueron descritas por primera vez en 1845 por Gustav Kirchhoff.

    Nacimiento

    12 de marzo de 1824

    Knigsberg, Prusia (actualmente

    Kaliningrado, Rusia)

    Fallecimiento17 de octubre de 1897

    Berln - Alemania (63 aos)

  • Ley de Nodos Kirchhoff.

    Esta ley es llamada ley de nodos, de corrientes o primera ley

    de Kirchhoff y es comn que se use la sigla LCK para referirse

    a esta ley.

    La ley de corrientes de Kirchhoff nos dice que: En cualquier

    nodo, la suma de las corrientes que entran en ese nodo es igual a

    la suma de las corrientes que salen. De forma equivalente, la

    suma de todas las corrientes que pasan por el nodo es igual a

    cero.

    i1 + i4 = i2 + i3

  • Ley Voltajes de Kirchhoff

    Esta ley es llamada ley de Voltajes, Tensiones, ley de lazos, o

    ley de mallas de Kirchhoff y es comn que se use la sigla LVK

    para referirse a esta ley.

    La ley de Voltajes de Kirchhoff nos dice que: En un lazo

    cerrado, la suma de todas las cadas de Voltajes es igual al

    Voltaje total suministrado. De forma equivalente, la suma

    algebraica de las diferencias de potencial elctrico en un lazo es

    igual a cero.

  • Segunda Ley de Kirchhoff

    Ley de Voltajes (tensiones) de Kirchhoff, en este caso:

    v4= v1+v2+v3. No se tiene en cuenta a v5 porque no forma parte de la malla o

    lazo que estamos analizando.

  • Aplicacin de la Ley de

    Voltajes de Kirchhoff

    Primero hay que identificar las mallas o lazos, en este caso M1 y M2.

    Luego Determinar cuales son las Corrientes de mallas, en este caso Im1 e Im2.

    Calcular las Corrientes de mallas utilizando la Ley de Voltajes de Kirchhoff.

    Primera Malla:

    -E1+R1*Im1+R2*(Im1-Im2)+E2=0

    Segunda Malla:

    -E2-R2*(Im1-Im2)+RL*Im2=0

    Finalmente calcular las Corrientes y Voltajes Individuales de inters, I1, I2, I3,

    VR1, VR2, VRL.

  • Ejemplo.

    Note que en este

    caso:

    I1= Im1

    I2= Im2

  • Resolviendo usando LCK

    Ley de Nodos

    I1=I2+I3

    I1=(E1-V1)/R1

    I2=V1/R3

    I3=V1/R2

    Reemplazando:

    (E1-V1)/R1=V1/R3+V1/R2

    (10-V1)/1K=V1/20K+V1/10K

    Ordenando:

    10-V1=V1/20+V1/10

    10= V1(1/20+1/10+1)

    V1(1/20+2/20+20/20)=10

    V1(23/20)=10

    V1=-200/23=8,6957 Volts

    Luego:

    I1= 1,3043 mA.

    I2= 0,4348 mA.

    I3= 0,8696 mA

  • Resolviendo usando LVKMalla 1

    -E1+R1Im1+R2(Im1-Im2)

    Malla 2

    R3Im2-R2(Im1-Im2)=0

    Ordenando:

    (R1+R2)Im1-R2Im2=E1

    -R2Im1+(R2+R3)Im2=0

    Reemplazando valores:

    I) 11KIm1-10KIm2=10

    II) -10KIm1+30KIm2=0

    Despejando Im2 de II):

    Im2=(10KIm1)/30K= (1/3)Im1

    Reemplazando en I):

    (11KIm1-10K(1/3)Im1=10

    Luego:

    Im1= 1,3043 mA.

    Im2= 0,4348 mA.

    I3= Im1-Im2= 0,8696 mA.

  • Comprobacin con

    Simuladores.

  • Ejercicios Kirchhoff

  • Ejercicios Kirchhoff

  • Ejercicios Kirchhoff

  • Divisor de Voltaje.

    El voltaje Vs(t) se divide en los voltajes que caen

    en las resistencias R1 y R2.

    Esta frmula slo es vlida si la salida v2(t) est en circuito abierto

    (no circula corriente por los terminales donde se mide v2(t)).

  • Divisor de Corriente.

    Anlogamente, la corriente Is(t) se divide en las corrientes que

    atraviesan las dos conductancias.

  • Unidad # 9 Resistencia

    Equivalente.

  • Resistencias en Serie o

    Paralelo

    Resistencia Rab para cuando estn en Serie:

    Rab= R1+R2+R3.+Rn

    Resistencia Rab para cuando estn en Paralelo:

    1/Rab= 1/R1+1/R2+1/R3.+1/Rn

  • Resistencias Equivalentes

  • Resistencias Equivalentes

  • Resistencias Equivalentes

  • Resistencias Equivalentes

  • Laboratorios

  • Laboratorios

  • Laboratorios

  • Laboratorios

  • -Nilsson James W.

    Circuitos elctricos.

    Addison Wesley. 2011.

    -Hermosa Donante Antonio.

    Principios de electricidad y electrnica.

    Alfaomega. 2009.

    Bibliografa

  • FIN

    Semana 16, Tercera Solemne 10/07 (ltima semana clases 07 a 11/07

    Semana 17, Recuperacin Notas 17/07 (regularizacin 14 al 18/07)

    Semana 18, Examen final 24/07 (21 al 25/07)

    Semana 19, Examen final de recalificacin 31/07 (28 al 01/08)