7/24/2019 Sesion 2.1 Circuito Electrico Ley de Ohm

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CURSO : IN STALACIONE S ELECTRICAS Msc. CESAR L.LOPEZ A MODU LO DE AUTOAPREND I ZAJE

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SESION 2.1: EL CIRCUITO ELECTRICO

OBJETIVO. Identificar un circuito elctrico, para realizar clculos elctricos.

OBSERVACION: La primera figura muestra un circuito elctrico, consistente en una fuente de tensin(220 V), el conductor y el receptor o equipo elctrico; como resultado se registra una corriente elctrica

(40 A), que circula por el conductor elctrico. Una Instalacin elctricaes un circuito elctrico

Cules son los principales elementos de un circuito elctrico y qu relacinexiste entre la tensin y la corriente?

CIRCUITO ELCTRICOEl circuito elctrico es el sistema bsico de la electricidad mediante el cual aprendemos una serie de

conceptos y sus correspondientes aplicaciones. Se define como un conjunto de elementos conductores

que forman un camino cerrado (malla) por el cual circula una corriente elctrica.

En la segunda figura se representa un circuito elctrico. Ntese la tensin U y la Corriente I que circula a

travs de un conductor de resistencia R

En la tercera figura se muestra de manera completa las partes de un circuito elctrico, que son:

1. La fuente de tensin 2. Los conductores 3. El receptor o carga 4. El interruptor

En la fuente de tensin se transforma energa en energa elctrica obtenindose una tensin elctrica.

En el receptor se transforma la energa elctrica en la forma de energa deseada (calorfica, mecnica,etc.) por lo tanto, el receptor es un convertidor de energa, equipo elctrico.

Los conductores permiten el transporte de la energa desde la fuente hasta el receptor.

El interruptor tiene la funcin de abrir o cerrar el circuito

LEY DE OHMEl primero en determinar cualitativamente la reaccin que existe entre la tensin aplicada a dos puntos

de un conductor y la intensidad que circula entre los mismos, fue el fsico alemn Georg Simon Ohm en

CONDUCTOR DE IDA

CONDUCTOR DE VENIDA, ALAMBRE TW 14

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1826. Esa relacin es constante, se llama resistencia; la ley de Ohm se puede enunciar delsiguiente modo:

"La relacin que existe entre la tensin aplicada y dos puntos ec. 1

de un conductor y la intensidad que circula entre los mismos

es una constante que llamamos resistencia. Ver 4ta figura

Donde

R =Resistencia medida en ohmios () U= Tensin en volt (V)

I Intensidad en ampere (A)

De esta forma, la caracterstica propia que tiene cada material conductor deofrecer mayor o menor dificultad para que de sus orbitales se desplacen los electrones libres y crece el

flujo de corriente se convierte en una magnitud fsica medible llamada resistencia cuyo valor quedadeterminado por la ley de Ohm.

Ejemplos:1. Calcule la resistencia que ofrece un conductor por el que circula una intensidad de 10 A, cuando se le

aplica una tensin de 100V.

Solucin : Aplicando la ecuacin R = U/I = 100 V/10 A = 10

2. Al aplicar 100 mV a los extremos de un conductor circulan 0,1A. Si la seccin del conductor es de 1,5

mm2 y su longitud es de 83 m. De qu material est hecho dicho conductor?

Soluin :

De

acuerdo a la tabla de resistividades, el material quecorresponde es: COBRE

3. Un conductor de cobre de 1,5 mm2 con dos hilos y 10 m de longitud, alimenta a un receptor o carga

que consume 13 A Qu valor en volt (V), tiene la cada de tensin (U)en el conductor, qu tensin

llega a la carga, si la fuente de tensin es de 220 V y cul es el % de cada de tensin?

. Calculamos la resistencia del conductor Rc = 0,119

. La cada de tensin total en el conductor (ida y venida) es: U = 2UC

Por la ley de Ohm UC = I Rc = (13 A) (0,119 ) UC = 1, 55 V U = 3,1 V

. Luego, la tensin de la carga es : Ucarga = Ufuente - 2UC Ucarga = 220 - 3.1 = 216.9 V

. El % de cada de tensin %U = U x100 = 3.1 V x 100 = 1.41 %Ufuente 220 V

RECEPTOR

O CARGA

AMPERIMETRO

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POTENCIA ACTIVA (P)

Es la parte de la Potencia Elctrica que realmente se transforma en energa til.

Su unidad de medida es el Watt (W). Tambin se expresa en HP, 1 HP = 746 W

Los mltiplos de la potencia es el kilowatt = kW=1000 W, el megawatt MW = 1000000 W

Para un circuito monofsico la potencia es: P = V x I x cos .ec. 2Para un circuito trifsico la potencia es: P = 3 x V x I x cos .ec. 3

Donde: V: Tensin del circuito en volt (V) I: Corriente en ampere(A) cos= factor de potencia

El factor de potenciaes una relacin entre la potencia til y la potencia total del equipo que necesitapara funcionar, su valor es adimensional y se encuentra entre valores de 0.7 hasta 1.0. Si el valor es

0.9, en comparacin con 0.7, nos indica que el equipo transforma ms potencia activa de la total que

recibe.

4. Para el circuito elctrico monofsico de la primera figura, calcule la corriente del circuito. La potencia

y factor de potencia de cada equipo se dan en la siguiente tabla:

Solucin

Calculamos la corriente de de cada equipo, aplicando

la ecuacin 2. La corriente para el primer equipo es:

0.4 kW = 400 W = 220 V x I x 0.85 I = 2.14 A.

De manera similar para los dems equipos, la

resultados de la corriente se muestran en la cuarta

columna de la tabla

La corriente total del circuito, se obtiene sumando las corrientes que consumen cada equipo,

entonces la suma total es de 26.15 A.

COMPROBACION:

1. Un conductor de cobre de 2,5 mm con dos hilos y 30 m de longitud, alimenta a una carga que

consume 22 A. Calcular: (3p)

a) La cada de tensin en el conductor en V. Rpta. 10.8 V

b) La tensin que llega a la carga, si la fuente es de 224 V. (214.20 V)

c) % de cada de tensin. Rpta 4.82 % d) Realice un esquema del circuito.

2. Para el ejercicio anterior, se cambia el conductor por aluminio. En cuanto aumenta la cada de

tensin. Explique el aumento.

3. Las potencias de los equipos de la figura

son: Lmpara: 100 W, Calefaccin: 1800

W, TV: 250 W. a) Calcule la corriente de

cada equipo, si la fuente es de 228 V y

todos tienen un factor de potencia de 0.9,

b) Calcule la corriente total del circuito

Rpta. a) 0.49 A, 7.94 A, 1.04 A b) 9.47 A

4. Realice un cuadro indicando la potencia elctrica de los principales equipos de su domici lio y calculela corriente elctrica total:

Equipo P(kW) cos I(A)

Lavadora 0.4 0.85 2.14

Plancha 1.2 0.98 6.42

Cafetera 1.1 0.91 5.1

Ducha 2.5 0.92 12.49

26.15Corriente total del circuito