Unidad 03 Fuentes Electricidad Tipos Corriente Electrica

7/24/2019 Unidad 03 Fuentes Electricidad Tipos Corriente Electrica

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a)

FUENTES DE ELECTRICIDAD YTIPOS DE CORRIENTE ELECTRICA

Servicio Nacional de AprendizajeSENA

Subdireccin Tcnico PedaggicaSubdireccin Poltica Social

Sector: Industrio

Mdulo Ocupacional: Instalaciones Elctricas

Mdulo Instruccional: Fuentes de Electricidad y tipos de

Corriente Elctrica

"Impreso con tarifa postal reducida No. 196 de ADPOSTAL"


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Elaboracin Final del Material. Instructor:

-Jaime Alirio Zuluaga

Diseo del Material Original de Consulta. Instructores:

-Gerardo Saavedra

-Javier Aguirre

-Gerardo Mantilla

-Holman Gonzlez

-Mario Londoo

Adecuacin Metodolgica y Asesora General del Proyecto. Socorro Martnez O.-Asesora Nacional-

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CONTENIDO

INTRODUCCION 4

AUTOPRUEBA DE AVANCE 5

OBJETIVO TERMINAL 7

l. FUENTES DE ELECTRICIDAD 8

a) Convertidores de energa mecnica a elctrica 8

Generacin de electricidad por friccin 8

Generacin de electricidad por magnetismo 11

Generacin de electricidad por presin 13

b) Convertidores de energa qumica a elctrica 14

La pila voltaica

La batera o acumulador

c) Convertidores de energa radiante a elctrica 15

Generacin de electricidad por calor

Generacin de electricidad por luz

AUTOCONTROL No. 1 19

2. TIPOS DE CORRIENTE ELECTRICA 21

a) Corriente directa

21

b) Corriente alterna

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AUTOCONTROL No. 2 25

Recapitulacin 27

Vocabulario 29

Autoevaluacin final 30

Bibliografa 32

Trabajo escrito 33

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INTRODUCCION

Su eficiencia como Electricista depender de sus conocimientos tcnicos y habilidades en laejecucin de las tareas propias del oficio.

Sin embargo, esa eficiencia ser mayor en la medida en que usted comprenda algunos

principios de tipo terico.

En la anterior unidad usted tuvo la oportunidad de conocer cmo se produce la corriente

elctrica y cules son las condiciones para que esa corriente se presente. Entre esas

condiciones mencionamos la fuerza electromotriz como elemento indispensable para producir

el movimiento de electrones.

En esta unidad estudiaremos las diferentes fuentes de produccin de electricidad y su

utilizacin. Tambin, las clases de corriente elctrica segn se produzca el movimiento de

electrones.

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AUTOPRUEBA DE AVANCE

Las siguientes preguntas le ayudan a determinar si debe estudiar la unidad.

Sabe usted de qu forma se convierte la energa mecnica, qumica y radiante a energa

elctrica?

S __ No __

Sabe usted en cuntas formas se clasifica la corriente elctrica segn el movimiento de los

electrones?

S __ No __

Si alguna de sus respuestas es negativa, debe estudiar la unidad; si todas sus respuestas son

positivas, le invitamos a resolver el cuestionario siguiente:

CUESTIONARIO:

l. Enumere las formas para convertir energa radiante a energa elctrica.

2. Enumere las formas de convertir energa mecnica a elctrica.

3. Coloque una F o una V, segn sea falso o verdadero, a las siguientes afirmaciones:

a) ___La electricidad por friccin se produce cuando se frotan 2 materiales como seda y vidrio.

b) ___La electricidad por presin no tiene ninguna utilidad prctica.

c) ___El dispositivo que se utiliza para convertir energa lumnica a energa elctrica sedenomina termopar.

d) ___La pila voltaica y la batera o acumulador nos proporcionan energa elctrica gracias a

una reaccin qumica.

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4.Explique brevemente con sus propias palabras cmo se obtiene electricidad por calor.

5.complete las siguientes frases:

a) Cuando la corriente elctrica circula siempre en la

_____________________________direccin, se denomina _________________ .

b) Cuando la corriente elctrica cambia peridicamente su direccin de flujo, se

denomina_______________________________________________.

c) La ________________ de la corriente,__________________que distribuyen las empresas

de energa, en nuestro medio es de 60 C / seg.

6.Coloque al frente de cada tipo de corriente las formas como se simbolizan:

a) Corriente directa

b) Corriente alterna

COMPARE SUS RESPUESTAS CON LAS QUE APARECEN

EN LA PAGINA No. 36

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OBJETIVO TERMINAL

La corriente elctrica consiste en un movimiento de electrones a travs de un conductorelctrico, dicho movimiento no es posible sin la aplicacin, ha dicho conductor, de una fuerzaespecial llamada FUERZA ELECTROMOTRIZ (F.E.M.).

La fuerza electromotriz es proporcionada por un dispositivo al que denominamos FUENTE DEFUERZA ELECTROMOTRIZ.

Muy bien, pero... en qu consiste una fuente de fuerza electromotriz, cmo funciona y quelementos la conforman?

Cmo se clasifica la corriente elctrica segn su movimiento?

Al terminar el estudio de esta unidad, usted estar en capacidad de clasificar las fuentes de

energa elctrica y los principales tipos de corriente de acuerdo con el movimiento de loselectrones.

Durante el desarrollo de esta unidad:

1. Identificar la forma como se convierte la energa mecnica, qumica y radiante en energaelctrica.

2. Explicar la diferencia entre corriente directa y corriente alterna.

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1. FUENTES DE ELECTRICIDAD

Como ya se ha indicado, el fenmeno de la electricidad es creado por el desplazamiento de los

electrones de sus posiciones naturales dentro de los tomos.

Entre las personas que trabajan con la electricidad, el dispositivo o mquina que causa este

movimiento o desplazamiento de los electrones, comnmente es llamado la FUENTE DE

FUERZA ELECTROMOTRIZ (F.E.M.).

Todos los abastecedores de electricidad son en realidad CONVERTIDORES DE ENERGIA, en

los cuales cualquiera de las formas ms comunes de energa como CALOR, LUZ, o ENERGIA

MECANICA son transformadas en ENERGIA ELECTRICA.

a) CONVERTIDORES DE ENERGIA MECANICA A ELECTRICA

La nica cosa comn en los convertidores de energa mecnica a elctrica es que todos ellos

dependen de un MOVIMIENTO MECANICO para producir fuerza electromotriz.

Este movimiento se puede aprovechar para:

Producir FRICCION entre dos cuerpos.

Producir El DESPLAZAMIENTO DE UN IMAN para que atraviese a un conductor elctrico.

Producir UNA PRESION en un cristal

Estudiaremos a continuacin cada una de estas formas de generar corriente elctrica.

Generacin de electricidad por friccin.

Cuando se frota una varilla de plstico con un trozo de piel, o una varilla de vidrio con seda o

aun el peine sobre el cabello seco, se producen cargas elctricas entre los materiales frotados

tal como lo explicamos en la anterior unidad.

La generacin de fuerza electromotriz por friccin se puede comprobar con el siguiente

experimento:

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Al frotar intensamente uno varilla de plstico contra el pelo de un gato por ejemplo, lo varilla se

cargo elctricamente.

Si se colocan los terminales de uno lmpara de nen, lo suficientemente sensible, entre lo

varilla y uno de nuestros dedos, lo lmpara emitir un royo de luz, detectando as lo presencio

de uno fuerzo electromotriz.

Debido o su boja eficiencia este tipo de convertidor no es muy utilizado en lo industrio.

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La electricidad se produce frecuentemente como RESULTADO INDESEABLE de la friccin

entre dos objetos en movimiento. Es as como las nubes se cargan al moverse a travs de la

atmsfera y al chocar producen el rayo, cuyo poder destructivo es un claro ejemplo de la

cantidad de energa que pueden transportar los cuerpos cargados elctrica mente.

En las imprentas y editoras de peridico se genera electricidad por friccin entre los rodillos de

las mquinas impresoras y el papel que pasa alrededor de ellos. Para evitar que la electricidad

as generada pueda descargarse en las personas que operan las mquinas, stas deben tener

aditamentos especiales que conduzcan la electricidad a tierra, as como se haca en el carro

tanque de combustible que mencionamos en la unidad No. 2.

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Generacin de electricidad por magnetismo

Cuando se mueve un imn hacia arriba y hacia abajo por entre una bobina dealambre de cobre, se produce un flujo de electrones en el trayecto formado por labobina y el medidor, (Ampermetro).

Un imn es un cuerpo que tiene propiedades magnticas, es decir, tiene la

propiedad de atraer a otros cuerpos como el hierro. Una bobina es un carrete de

alambre.

El imn est rodeado por unas lneas invisibles que se llaman LINEAS DE

FUERZA. Estas lneas se encuentran ms concentradas en los extremos del imn,

los cuales se denominan polo norte y polo sur.

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Cuando el imn se mueve por entre la bobina, y empuja los electrones libres haciendo que se

desplacen a travs del conductor elctrico, estamos originando una corriente elctrica. La aguja

indicadora del ampermetro marcar la intensidad de la corriente elctrica que se produce.

La corriente producida por el movimiento del imn, alterna su direccin de acuerdo con el

movimiento de ste. Si el imn queda quieto dentro de la bobina no se genera electricidad.

Este mtodo de produccin de electricidad es el ms utilizado en la actualidad.

La electricidad que nos venden las empresas productoras de energa y que llega a nuestros

hogares, es producida por este mtodo.

Se usa el mismo principio en los generadores elctricos de los automviles.

PARA PRODUCIR ELECTRICIDAD POR MAGNETISMO ES NECESARIOQUE HAYA MOVIMIENTO RELATIVO ENTRE LAS LINEAS DE FUERZA Y EL

CONDUCTOR QUE LAS CORTA.

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Generacin de electricidad por presin

Un material de tipo especial, el cristal piezoelctrico, convierte lo energa mecnico enelctrica al ser presionado. Cuando un cristal piezoelctrico se conecta o uno lmpara de nen

y es golpeado con un mazo, lo lmpara emite un breve rayo de luz.

Los cristales piezoelctricos son hechos de compuestos como el CUARZO, SAL DE RO-

CHELLE, TURMALINA Y TITANATO DE BARIO. Generalmente son cubiertos con plata dos

lados opuestos del cristal y a ellas se le sueldan conductores de cobre delgado y flexible.

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APLICACIONES

Muchos tocadiscos usan un pequeo cristal piezoelctrico cerca de la aguja, la cual al pasar

sobre la grabacin del disco tuerce el cristal y genera pequeos valores de fuerza

electromotriz. Estos valores son imgenes de los sonidos grabados en el disco. Con la

amplificacin necesaria estas seales pueden hacer funcionar un parlante como los que usted

conoce.

Los cristales piezoelctricos tienen muchas aplicaciones en la industria. Registran niveles de

ruido, detectan cambios de presin, etc.

b) CONVERTIDORES DE ENERGIA QUIMICA A ELECTRICA

Los dispositivos que producen una fuerza electromotriz por una ACCION QUIMICA son las

pilas voltaicas o simplemente pilas y las bateras o acumuladores.

Su funcionamiento se basa en la reaccin qumica entre dos sustancias diferentes.

Si introducimos dos placas metlicas o electrodos tales como cobre y zinc en una solucin

EL EFECTO PIEZOELECTRICOCONS"ISTE EN PRODUCIR UNA FUERZA

ELECTROMOTRIZ (F.E.M.) POR MEDIO DE UNA PRESION

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de cido sulfrico yagua, podemos comprobar la existencia de una fuerza electromotriz entre

las dos placas.

Las pilas voltaicas o pilas secas como las utilizadas para las linternas, son descendientes

directas de la pila anterior.

Cuando las pilas secas se descargan elctricamente, deben desecharse, ya que los materiales

de la reaccin qumica se han agotado.

Las bateras o acumuladores, como las utilizadas en los vehculos automotores, se di-

ferencian de las pilas voltaicas en que las bateras despus de descargarse elctricamente, se

pueden cargar nuevamente.

c) CONVERTIDORES DE ENERGIA RADIANTE A ELECTRICA

Energa radiante es el nombre que se da a la energa proporcionada por fuentes de calor o de

luz, como el sol.

Hay dos convertidores de energa radiante a energa elctrica en uso actualmente y son: El

termopar y la celda fotovoltaica.

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Cuando se calienta la unin de dos metales diferentes, por ejemplo nquel y latn, la energa

del calor lleva los electrones libres de un metal a otro, produciendo entre los dos una fuerza

electromotriz.

APLICACIONES

Los termopares tienen varias aplicaciones en el hogar y en la industria. Se usan en:

termmetros, controles de temperatura en hornos y alarmas contra incendio.

El termopar convierte la energa calorfica en electricidad. .

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EL TERMOPAR TRANSFORMA LA ENERGIA CALORIFICA EN ELECTRICIDAD


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La celda fotovoltaica convierte la energa lumnica o de la luz en electricidad. Se le conoce

tambin como celda fotoelctrica.

Un tipo de celda fotovoltaica consiste en una especie de emparedado con tres materiales

diferentes.

Una primera capa delgada y traslcida de oro o plata deja pasar la luz que es recibida por la

capa sensible de selenio, crendose de esta forma una fuerza electromotriz entre las dos

capas exteriores.

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LA CELDA FOTOELECTRICA TRANSFORMA LA ENERGIA LUMINICA

EN ELECTRICIDAD

APLICACIONES

Las celdas fotovoltaicas se utilizan en medidores de iluminacin, cmaras fotogrficas

automticas, iluminacin de vas pblicas, ascensores, etc.

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AUTOCONTROL No. 1

1. Enumere las formas para producir una fuerza electromotriz por medio de un movimiento

mecnico.

Encierre en un crculo el numeral de las respuestas correctas a las siguientes preguntas.

2. las descargas atmosfricas (rayos), son el producto del choque de nubes cuyas cargas se

acumulan:a) Por presin

b) Por friccin

c) Por magnetismo

d) Ninguna de las anteriores

3. la electricidad por magnetismo se produce cuando:

a) Una bobina es atravesada por cualquier cuerpo

b) Se hace presin sobre un cristal de cuarzo

c) Se frota una varilla de vidrio con seda

d) Ninguna de las anteriores

4. Coloque una F o una V, segn sean falsas o verdaderas las siguientes afirmaciones:

a) ___ La celda fotovoltaica es un convertidor de energa qumica a elctrica.

b) ___ El termopar y la celda fotovoltaica son convertidores de energa radiante a elctrica.

c) ___ Una de las diferencias entre una pila voltaica y un acumulador es que este ltimo no

se puede recargar elctricamente.

COMPARE SUS RESPUESTAS CON LAS QUE APARECEN EN LA

PAGINA SIGUIENTE

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RESPUESTAS AL AUTOCONTROL No. 1

SI TODAS SUS RESPUESTAS FUERON CORRECTAS, LO INVITAMOS A

CONTINUAR ADELANTE. SI FALLO EN ALGUNA, INICIE NUEVAMENTE

EL ESTUDIO DE EST A UNIDAD

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2. TIPOS DE CORRIENTE ELECTRICA

CORRIENTE DIRECTA y CORRIENTE ALTERNA

Corriente directa

Cuando el flujo de electrones se da siempre en una misma direccin, se dice que la corriente

elctrica es una corriente directa.

La siguiente ilustracin representa el parecido que hay entre la forma como circula el agua enlos conductos que ah se presentan y la forma como circula la corriente en un circuito elctrico

conectado a una fuente de corriente directa.

Si la rueda (Fig. a) gira siempre en la misma direccin, el agua se desplazar en esa direccin

como los electrones en el circuito elctrico de la figura b.

Los electrones al desplazarse y producir un flujo o corriente no se mueven siempre en la

misma direccin y por esta razn usted seguramente ha odo mencionar dos tipos de corriente:

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El trmino corriente continua (CC) algunas veces se utiliza para expresar corriente

directa.

La corriente directa se simboliza de las siguientes formas:

CD. D.C CC

De las fuentes de corriente directa ms utilizadas, tenemos las siguientes:

LA DIRECCION DEL FLUJO DE LA CORRIENTE DIRECTA ES SIEMPRE

EL MISMO DE NEGATIVA (-) A POSITIVO (+)

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Aplicaciones

La corriente directa tiene muchos usos; se utiliza generalmente en: alumbrados porttiles(linternas), alumbrados de emergencia en fbricas y almacenes, plantas telefnicas, vehculos

automotores, etc.

Corriente alterna

Cuando el flujo de electrones vara peridicamente de direccin, se dice que la corrienteelctrica es una corriente alterna.

La siguiente figura representa el parecido que hay entre la forma como circula el agua en esosconductos y la forma como circula la corriente elctrica en una instalacin conectada a unafuente de corriente alterna.

La polaridad de un generador de corriente alterna est cambiando constantemente, as que a

ningn terminal, de la fuente que la produce, se le puede asignar el nombre de positivo o

negativo

LA DIRECCION DEL FLUJO DE LA CORRIENTE ALTERNASE INVIERTE PERIODICAMENTE

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Una de las caractersticas ms importantes de la corriente alterna es la frecuencia.

La frecuencia representa el nmero de veces que la corriente cambia de direccin en unsegundo.

La frecuencia se da en ciclos por segundo (C / seg.) o Hertz (Hz).

La corriente alterna se simboliza de las siguientes formas:

La fuente de corriente alterna ms utilizada es el generador de corriente alterna o alternador.

Aplicaciones

La corriente alterna es la ms utilizada en el momento; la corriente elctrica que venden lasempresas de energa, o electrificado ras, y que llega a nuestros hogares, es una corrientealterna de 60 C / seg. o 60 Hertz.

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AUTOCONTROL No. 2

1. Complete las siguientes frases:

a) La direccin del flujo de la es siempre el de

a .

b) La direccin del flujo de la se

peridicamente.

c) La de la corriente representa el

nmero de veces que la corriente cambia de direccin en un tiempo de un segundo.

2. Coloque al frente de cada tipo de corriente las formas como se simboliza.

a) Corriente directa .

b) Corriente alterna .

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COMPARE SUS RESPUESTAS CON LAS QUE APARECEN EN LA PAGINASIGUIENTE


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SI TODAS SUS RESPUESTAS FUERON CORRECTAS, LO INVITAMOS ACONTINUAR ADELANTE CON LA AUTOPRUEBA FINAL. SI FALLO

EN ALGUNA RESPUESTA, POR FAVOR REPASE LA UNIDAD APARTIR DE LA PAGINA No. 25

RESPUESTAS AL AUTOCONTROL No. 2


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RECAPITULACION

Antes de contestar la autoprueba final, conviene que usted recuerde algunas cosas:

FUENTES DE FUERZA ELECTROMOTRIZ: Son los dispositivos o mquinas que causan el

desplazamiento de los electrones a travs de un conductor elctrico.

Todas las fuentes de electricidad son en realidad convertidores de energa:

Por friccin

Por magnetismo

Por presin

Por reaccin qumica

Por calor

Por luz

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CONVERTIDORES DE ENERGIA

MECANICA A ELECTRICA


QUIMICA A ELECTRICA


RADIANTE A ELECTRICA


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La corriente elctrica, segn su movimiento, se clasifica en dos tipos principales:

a) CORRIENTE DIRECTA. El flujo de electrones es siempre en una misma direccin: del terminalnegativo (-) al terminal positivo (+) de la fuente. A veces se le denomina tambin como

corriente continua (C.C.).

Se representa as:= C.D. D.C. C.C

Son fuentes de corriente directa: las pilas, las bateras o acumulador y los generadores de

corriente directa o dinamos.

b) CORRIENTE ALTERNA. El flujo de electrones vara peridicamente de direccin; la fuente no

tiene polaridad definida.

Se representa as:

Una de las caractersticas de la corriente alterna es la frecuencia. Esta representa el nmero

de veces que la corriente cambia de direccin en un tiempo de un segundo; en nuestro medio

la corriente alterna es de 60 ciclos por segundo.

La fuente de corriente alterna ms utilizada es el generador de corriente alterna o alternador.

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VOCABULARIO

ALEACION: Mezcla de dos metales por calor, el latn es la aleacin de cobre y zinc.

BOBINA: Carrete de alambre.

CRISTAL PIEZOELECTRICO: Cristal que produce electricidad cuando se somete a presin.

GENERAR; Producir, crear.

GENERADOR: Aparato o mquina que transforma una fuerza o energa en energa elctrica.

IMAN: Trozo de xido de hierro que tiene la propiedad de atraer el hierro y otros metales.

MAGNETISMO: Todo lo que se relacione con el imn.

SELENIO: Metaloide cuya conductividad elctrica aumenta con la luz que recibe.

TRASLUCIDA: Material que deja pasar la luz, pero que no deja ver a travs de l.

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AUTOEVALUACION FINAL

A continuacin debe comprobar sus conocimientos del contenido de la unidad, para ello esnecesario que vuelva a las pginas iniciales y responda la autoprueba de avance, segn las

instrucciones que all se indican.

RESPUESTAS A LA AUTOPRUEBA DE AVANCE y AUTOEVALUACION FINAL

1. Por calor

Por luz

2. Por presinPor magnetismoPor friccin

3. a) V

b) F

c) Fd) V

4. Se obtiene electricidad por calor cuando se calienta la unin entre dos metales diferentes. Losdispositivos utilizados para tal fin son llamados termopares.

5. a) Cuando la corriente elctrica circula siempre en la MISMA direccin, se denomina

CORRIENTE DIRECTA.

b)Cuando la corriente elctrica cambia peridicamente su direccin de flujo, se denominaCORRIENTE ALTERNA.

c)La FRECUENCIA de la corriente ALTERNA que distribuyen las empresas de energa, ennuestro medio, es de 60 C / seg.

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6. a) Corriente directa C.D. D.C. C.C.

b) Corriente alterna C.A. A.C.

SI ALGUNA DE SUS RESPUESTAS NO CONCUERDA CON LASANTERIORES, O SI TIENE DUDAS, NECESITA ESTUDIAR LA UNIDAD

NUEVAMENTE; SI TODAS SUS RESPUESTAS SON ACERTADAS, LE INVITAMOSA RESOLVER EL TRABAJO ESCRITO

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BIBLIOGRAFIA

VALKENBURGH, Van. Electricidad Bsica. Mxico. Editorial Continental, 1975. Tomos 1,2.

SHIEK, Kurt. Principios de Electricidad. Cali. Editorial Carvajal y Ca., 1971.

ORTEGA CANADELL, R. y Garca Tolsa, J. Fuentes de Energa.

DA WES, Ch. lo Tratado de Electricidad. Mxico. Editorial Gustavo Gili, 1974. Tomos 1,2.

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TRABAJO ESCRITO

1. Investigue, con lo ayuda de un electricista, cules son las caractersticas elctricas, deacuerdo al tamao, de los diferentes. tipos de pilas voltaicas que existen en su localidad.

2. Consiga 2 imanes y enfrente el polo de uno de ellos, con cada uno de los polos del otro ycomntenos su experiencia y cmo podramos asociar esta experiencia con la ley de lascargas elctricas.

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Coloque sus respuestas en la hoja que aparece a continuacin

y no olvide diligenciar el encabezamiento de la misma.


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TRABAJO ESCRITO HOJA DE RESPUESTAS

1.

2.

Nombre y apellidos ________ _

No. de Matrcula

Direccin

Municipio Departamento

Fecha de envo No. de la unidad

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Unidad 03 Fuentes Electricidad Tipos Corriente Electrica

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