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UNIDAD I: INTRODUCCIÓN A LA ELECTRICIDAD

OBJETIVO DE LA UNIDAD: ANALIZAR CONCEPTOS BÁSICOS DE ELECTRICIDAD: TENSIÓN, INTENSIDAD Y RESISTENCIA; UTILIZANDO UN VOCABULARIO ELÉCTRICO BÁSICO.

TALLER DE TECNOLOGÍA ELÉCTRICA 1


HISTORIA DE LA ELECTRICIDADPara poder comprender mejor la historia de la electricidad es necesario saber como

fue descubierta por algunos científico hace ya miles de años a continuación se hace una

reseña histórica del origen de la electricidad:

Aparentemente la primer observación científica de los efectos eléctricos la realizó

Tales de Mileto en año 600 antes de Cristo. Vio que las briznas de pasto seco se adherían

a un trozo de ámbar cuando éste había sido frotado.

Mil años después, exactamente en 1660, fue el médico y físico inglés William Gilbert quien estudió estos efectos, y tomando la palabra griega electrón, que significa ámbar, llamó

a esas sustancias eléctricas.

Charles-François de Cisternay du Fay, descubrió que dos bolas de corcho cargadas

de la misma manera se repelían. Pero si cargaba cada una por medios diferentes, lograba

que a veces se atrajeran; Coulomb inventó la balanza de torsión para medir la fuerza de

atracción magnética y eléctrica.

Benjamín Franklin, propuso que no había dos tipos de fluidos, sino uno, el cual podía

presentarse en exceso o en defecto. En esto se acercaba más du Fay a la verdad que

Franklin. Pero rebautizó al fluido como "electricidad negativa" y "electricidad positiva"

Priestley, fue animado a dirigir experimentos sobre la nueva ciencia de la electricidad

por el estadista y científico estadounidense Benjamín Franklin, a quien conoció en Londres

en 1766. Priestley escribió al año siguiente Historia de la electricidad.

Luigi Galváni, un anatomista italiano, observó por primera vez que una descarga

eléctrica sobre las patas de una rana muerta producía contracciones de los músculos

afectados.

Pero las contracciones proseguían aún cuando no había descarga. Una inspección

posterior lo llevó a ver que la estimulación se producía cuando el músculo tocaba

simultáneamente dos metales distintos.



Galváni, creyó que la electricidad así producida se generaba en el músculo.

Años después para ser exactos veinte años, en 1800, Alessandro G. Volta supuso lo

contrario, es decir que era el contacto entre metales distintos lo que generaba la electricidad.

André-Marie Ampère , demostró que un solenoide (cable enrollado en forma de

resorte) aumentaba considerablemente el campo magnético generado, en proporción directa

con la cantidad de vueltas que se le diera al cable

Bueno, todo es mejorable, y la primera pila de Volta fue perfeccionándose. En 1836 fue mejorada por el británico John Daniell, quien logró mayor estabilidad y duración.

Georg Simon Ohm, definió la resistencia eléctrica y propuso la ley que lleva su

nombre: Ley de Ohm.

Samuel Morse, artista e inventor estadounidense conocido por haber inventado el

telégrafo eléctrico y el código Morse.

Faraday, desarrolla el transformador y el generador eléctrico. Joseph Henry crea el

motor eléctrico y desarrolla un electroimán que levanta una tonelada de hierro.

Charles Wheatstone, patentó el primer telégrafo eléctrico británico. El instrumento

eléctrico conocido como puente de Wheatstone, aunque fue inventado por Samuel Hunter

Christie, lleva su nombre porque fue Wheatstone el primero en aplicarlo para la medición de

resistencias de los circuitos eléctricos

James Prescott Joule, Investigo sobre el calor desprendido en un circuito eléctrico,

formuló la ley actualmente conocida como ley de Joule.

Maxwell, amplió la investigación de Michael Faraday sobre los campos

electromagnéticos, demostrando la relación matemática entre los campos eléctricos y

magnéticos


http://www.contenidos.com/fisica/electricidad/body_volta.htm


Foucault, fue uno de los primeros en mostrar la existencia de corrientes generadas

por los campos magnéticos (corrientes de Foucault).

Kirchhoff, dirigió importantes investigaciones sobre la transferencia de calor y

también expuso dos reglas, actualmente conocidas como leyes de Kirchhoff, con respecto a

la distribución de corriente en circuitos eléctricos.

George Westinghouse, impulsó por primera vez la utilización de la energía de

corriente alterna en Estados Unidos. y obtuvo más de 400 patentes, muchas de ellas por

maquinaria de corriente alterna.

Alexander Graham Bell, inventor de origen inglés, debe su fama al invento del

teléfono.

Thomas Alva Edison, inventor estadounidense cuyo desarrollo de una práctica

bombilla o foco eléctrico, un sistema generador de electricidad, un aparato para grabar

sonidos y un proyector de películas, ha tenido profundos efectos en la configuración de la

sociedad moderna.

William Sturgeon, aprovechando el efecto de los solenoides, inventó el electroimán.

El primero de ellos pudo levantar un peso de 4 Kg.

Faraday, desarrolla el transformador y el generador eléctrico. Joseph Henry crea el

motor eléctrico y desarrolla un electroimán que levanta una tonelada de hierro.

Nikola Tesla, desarrolla un motor que podía funcionar con corriente alterna y ya no

con continua. Thomas Alva Edison se oponía al uso de esa corriente, pero sus esfuerzos

fueron vanos.

Ver 40 FECHAS PARA LA HISTORIA DE LA ELECTRICIDAD en los anexos.

Resultaría gigantesca la tarea de seguir describiendo los avances que hasta el

momento en materia de electricidad se han realizado o de sus posteriores aplicaciones en


http://www.contenidos.com/fisica/electricidad/body_corrientealterna.htm


otras tecnologías. Pero lo que no sería exagerado es que se dijera que la civilización actual

volvería a un estado casi primitivo de no existir la comprensión y la aplicación de esta forma

de energía. Imaginemos nuestra propia vida sin electricidad. No habría luz eléctrica, ni

teléfono, etc.; en las comunicaciones no existiría ningún aparato que no fuera la imprenta, es

decir, no habría la televisión, los teléfonos celulares, las comunicaciones por microondas,

Internet, cine, etc; si no habrían automóviles, mucho menos aviones, submarinos como los

conocemos hoy. La medicina retrocedería a sus orígenes, sin rayos X, resonancia

magnética, ecografías, cirugías por láser, etc. El mundo de la alimentación sufriría un gran

ataque sin la refrigeración. Sin satélites de comunicación ni computadoras la meteorología

sería incapaz de predecir huracanes o fenómenos naturales. Si no hay automóviles, tampoco

habrían máquinas de construcción. ¿Habrían edificios, puentes, túneles, ? Tal vez los

hubiese pero muy pocos.

La electricidad se ha convertido en el tipo de energía que tiene el mas amplio

consumo en el mundo ya que se puede transportar, regular y controlar con mas facilidad que

cualquier otra forma de energía y además sus aplicaciones son múltiples y variadas.

La energía eléctrica ha llegado a ser tan indispensable que tiene influencias directa en

la vida moderna. Sin la ayuda de la electricidad se puede decir que la vida seria casi

imposible, no solo en las ciudades grandes, sino también en comunidades mas pequeñas

porque sus habitantes necesitan electricidad para la iluminación, el transporte, el trabajo, en

el hogar, etc.

A continuación se hará una breve descripción de cómo se obtiene la energía eléctrica

y como llega a nuestros hogares:

CONDUCCIÓN DE LA ELECTRICIDADLa energía que como se vera mas adelante es generada en centrales térmicas e

hidráulicas tiene que ser transportada hasta los centros de consumo como industrias,

hogares y servicios públicos por medio de una serie de líneas que son:

las líneas de transporte que son de gran longitud y llevan la energía desde las

centrales hasta las subestaciones.



Las líneas de alimentación que unen las subestaciones con los centros de

alimentación.

Las líneas de distribución que abarca toda el área de consumo, uniendo los centros de

alimentación con las líneas de instalación.

Las líneas de instalación que comunican las acometidas con los aparatos y artefactos

de consumo.

IMPORTANCIA EN LA INDUSTRIALas fábricas en un principio producían su propia energía mecánica para mover sus

máquinas mediante el uso de leña, pero como esto resultaba costoso e ineficiente, hoy todas

las industrias utilizan la electricidad para hacer funcionar los diferentes tipos de máquinas,

bombas, compresores, etc.

En otras industrias como la Siderúrgica, Electrometalúrgica y electroquímicas la

eléctrica es el factor esencial. En nuestro país la industria eléctrica se inicia a fines del siglo

pasado con el fin de suministrar energía para servicios como la iluminación y el transporte

urbano.

IMPORTANCIA EN EL HOGARLa electricidad proporciona una serie de comodidades que son necesaria en el hogar

con funcionamiento de artefactos electrodomésticos,. Estos artefactos son aparatos o

mecanismos que utilizan la corriente eléctrica y la transformación en frío, calor, luz o en la

realización de un trabajo mecánico.

Los artefactos mas utilizados en el hogar son:

Batidoras, cafeteras, cocinas, hornos, licuadoras, tostadoras.

Aspiradoras, calentadores, lavadoras, planchas, secadoras.

Máquinas de afeitar, máquinas e coser.

Teléfonos, televisores, equipos de sonidos, dvd, ventiladores.

Bombillos, tubos fluorescentes, etc.

Señal de televisor por cable, Internet, etc.



IMPORTANCIA EN LA MEDICINALa electricidad es un poderoso auxiliar dela medicina por grandes aplicaciones que

tienen en :

Los rayos X que permiten realizar radioscopias y radiologías para observar y

fotografiar los órganos internos.

La producción de rayos infrarrojos y ultravioletas utilizados en la terapéutica.

Los electrocardiogramas que registran los movimientos del corazón.

El microscopio electrónico que permite estudiar mejor los microorganismos

productores de enfermedades.

Los electroencefalogramas que registran las tensiones encefálicas.

IMPORTACIÓN EN EL SERVICIOSLa electricidad interviene en los servicios siguientes:

Alumbrado que proporciona iluminación a casas, calles, teatros, cines, autopistas,

tiendas, etc.

Transportes que proporciona la movilización de autos, autobuses, metro, ferrocarriles,

barcos aviones, etc.

Comunicaciones en la transmisión por medio de teléfonos, telégrafos, radios, etc.

Comercio proporcionando en el uso de máquinas de escribir, calculadoras, etc.

FORMAS DE GENERACIÓN DE LA ENERGÍA ELÉCTRICALa generación de energía eléctrica tiene lugar en centrales y en muchos casos es el

misma naturaleza quien proporciona la energía necesaria para producir electricidad. El

hombre solo necesita transformar la energía mecánica en eléctrica por medio de máquinas

rotativas accionas por motores térmicos o hidráulicas.

CENTRALES ELÉCTRICASLas centrales eléctricas tiene su origen en el tipo de fuerza electromotriz utilizada para

la obtención de la energía primaria empleada en centrales térmicas e hidráulicas.

CLASES DE CENTRALES ELÉCTRICAS



Las centrales térmicas utilizan la energía calórica almacenada en un combustible para

transformarla en energía eléctrica. Los combustibles usados varias desde carbón sólido o

pulverizado hasta aceites pesados como gasoil y fuel-oil.

Las centrales térmicas se subdivide en:

Centrales con máquinas y turbinas a vapor.

Central con motores de combustible liquido.

Centrales nucleares o atómicas.

El funcionamiento de otras centrales se basan en que debe disponer y controlar una

fuente de energía, capaz de transformarse en energía mecánica para usarla en el

movimiento de los generadores que convierten la energía mecánica en eléctricas.

CENTRALES CON MÁQUINAS Y TURBINAS A VAPOR:Estas centrales son muy importantes por su magnitud y complejidad, en ellas el vapor

de agua forma la energía mecánica para mover las turbinas. Las principales partes son:

El deposito de combustible.

Las calderas que son recipientes donde se produce el vapor a una presión que

supera las 200 atmósferas con temperaturas de recalentamiento de 500˚C.

Las turbinas son ruedas en cuya periferia se han dispuesto una o mas filas de

paletas que son movidas por el vapor de agua.

Los generadores son máquinas acopladas en los mismos ejes de las turbinas y

cuando estas se mueven a gran velocidad, los generadores producen energía

eléctrica.

Estas centrales tienen la ventaja que se pueden instalar cerca de las grandes

ciudades o en aquellos lugares donde el transporte de combustible resulte mas económico.

La principal desventaja es el gasto de combustible y la contaminación del aire.

CENTRALES CON MOTORES DE COMBUSTIBLES LÍQUIDOSEn estas centrales la corriente gaseosa se obtiene quemando gasoil en una corriente

de aire que mueve las turbinas. Las partes principales son:



Los tanques de combustibles.

El compresor que aspira y comprime el aire, enviándolo a presión a la cámara

de combustión.

La cámara de combustión donde llega el combustible para producir el

calentamiento.

Las turbinas provistas de grandes y fuertes paletas.

Los generadores que producen la energía eléctrica.

Estas centrales se pueden instalar en cualquier sitio. La principal desventaja es el

gasto de combustible y la contaminación del aire.

CENTRALES CON MOTOR DIÉSEL

En este tipo de centrales, los generadores son movidos por motores diésel. Estos

motores aspiran aire y durante la compresión se calienta lo suficiente para que se inflame el

combustible a medida que se inyecta. Las instalaciones de esta central cuando la potencia

que se requiere no es muy grande. La principal desventaja de estas centrales es que se

utilizan como centrales de emergencia por la rapidez en que puede entrar en servicio. Por

otra parte el gasto de combustible y el hecho de que los motores a diésel son lentos y de

grandes dimensiones.

CENTRALES NUCLEARES O ATÓMICAS

Las centrales termonucleares producen energía eléctrica mediante el

aprovechamiento de la energía térmica que produce la fusión de combustibles nucleares.

Las centrales eléctricas movidas por energía nuclear consta de la partes siguientes:

El reactor nuclear que constituyen el foco de calor.

La caldera donde se produce el vapor a alta presión para mover el turboalternador.

El turboalternador que convierte la energía térmica en energía eléctrica.

ENERGÍA SOLAR, EOLÍCA Y GEOTÉRMICA La energía solar: El sol es la fuente de energía mas poderosa con que cuenta la

tierra, sin embargo, gran parte de esa energía se pierde al ser absorbido por la



atmósfera; pero la pequeña parte que llega a la superficie terrestre es lo

suficientemente poderosa para originar el fenómeno de la evaporación de mares y ríos

para formar las nubes, dar vida a los vegetales, causar los vientos, etc. Las nubes al

transformarse en lluvias dan nacimiento a los ríos y hacen posible su

aprovechamiento, por otra parte la energía solar almacenada en los vegetales

originaron el carbón y el petróleo.

En el uso de la energía solar hay ciertas limitaciones: primero porque el sol falta

durante la noche y en segundo lugar porque las nubes lo ocultan. El hombre a pesar

de que ha investigado algunas máquinas para aprovechar la energía solar resulta que

industrialmente no ha sido explorada en forma intensiva.

La energía eólica En aquellos lugares donde las exigencias de energía son menores,

sobre todo en fincas y además establecimientos rurales, se aprovecha la fuerza del

viento para mover generadores pequeños y obtener corriente eléctrica.

La energía geotérmica . El vapor producido espontáneamente en el subsuelo con una

presión que puede variar desde 3 atmósferas hasta 25 atmósferas puede ser

conducido directamente para mover las turbinas energías eléctricas.

CENTRALES HIDROELÉCTRICASLas centrales hidroeléctricas aprovechan la fuerza hidráulica de una caída de agua. La

masa liquida se canaliza a lo largo del desnivel y se hace pasar a través de las turbinas que

le impiden el movimiento de rotación a los generadores para producir la energía eléctrica.

Las partes principales son:

La presa embalse

Las compuertas de toma

La toma de agua

Las turbinas

Los generadores

El tablero de mando

Líneas de transporte



La presa del embalse es un muro alto que permite crear un salto de agua hasta 200 o mas

metros y una reserva de agua considerable. Las presas se construyen en hormigón armado y

casi siempre tienen forma de arco o de bóveda, con la convexidad dirigida hacia las aguas y

los extremos descargando el empuje del liquido en las paredes del valle.

Cuando el río crece mucho y la presa esta llena se puede evacuar el agua por medio

de varios vertederos formados por el coronamiento de la presa.

Las compuertas de toma son las que permiten que el agua pase para llegar al canal.

La toma de agua es un canal o tubo de gran diámetro que conduce el agua desde el

embalse hasta las turbinas. La entrada esta protegida por rejillas para detener los

materiales sólidas.

Las turbinas constituyen la maquina matriz en las centrales hidráulicas. Tienen como

objeto transformar la energía hidráulica determinada por la altura del salto y por el

caudal de agua.

Las turbinas constan de dos partes: la parte fija o cuerpo que dirige el liquido para que

choque con las paletas que giran por el empuje del agua.

Los generadores alternadores son dispositivos acoplados a los mismos ejes de las

turbinas. Los generadores producen la energía eléctrica cuando las turbinas se

mueven a gran velocidad.

El tablero de mando. Como los generadores producen y envían corriente alterna a la

sala de mando, donde existen normalmente aparatos de control y medida.

Las líneas de transporte son las que permiten llevar la energía eléctrica desde las

centrales hasta los sitios de consumo.

En el transporte de la electricidad se utilizan: las torres metálicas o postes de concreto o

de madera que soportan los cables o conductores sujetos a aisladores de vidrio o porcelana.

Es conveniente señalar que el costo de instalación de una central hidroeléctrica es

mayor que de una central térmica, pero en realidad va a resultar mas económica ya que se

abastece sin ningún costo y requiere pocos gastos de mantenimiento.

Nuestro país ofrece grandes perspectivas para la instalación de centrales

hidroeléctricos debido a tener ríos de gran caudal y con pendientes suficientes para provocar

caídas de saltos de agua.


Centrales Hidroeléctrica

Centrales Térmicas

Turbogenerador

Subestación Elevadora

Transmisión

Subestación Reductora

Distribución

Carga

Generación

GENERACIÓN, TRANSMISIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA


Los ríos mas importantes son: el Caroní, el caura y el paragua en la región de

Guayana; el Uribe, el santo domingo y el chama en la región de los andes.

La primera central hidroeléctrica que se empezó a construir en el país fue la de

macagua I en 1956 y fue terminada 4 años mas tarde, utilizándose 94% de su producción en

la planta siderurgica de matanzas.

OBTENCIÓN DE ELECTRICIDADPara conducir la electricidad se requieren las formas siguientes de energiza:

frotamiento, acción química, magnetismo, presión, calor y luz.

ELECTRICIDAD POR FROTAMIENTOLa electricidad por frotamiento se obtiene de la manera siguiente: se frota con un

paño de lana una barra de ebonita y otra de vidrio. La primera barra tiene la propiedad de

atraer cuerpos livianos, mientras que la segunda no; de esta manera se de muestra que la

electricidad producida al frotar ambas barras es diferentes. La barra de ebonita se encarga

negativamente y la barra de vidrio positivamente. Cuado la barra de ebonita se frota con la

lana, la ebonita se electriza positivamente, hay un desplazamiento de electrones de los



átomos del paño a los átomos de la ebonita. Si se frota con la lana de vidrio, sucede todo lo

contrario.

PÉNDULO ELÉCTRICOPara estudiar los fenómenos de electricidad por frotamiento es necesario construir un

péndulo eléctrico con una bolita de médula de saúco, suspendida en un soporte por medio de

un hilo de seda.

Si se frota una barra de vidrio con la tela de seda y se acerca a la bolita del péndulo,

esta es atraído por la barra, pero es rechazada si se le acerca una barra de ebonita frotada

con un paño de lana. Estas dos clases de electricidad manifiestan una propiedad importante:

cargas eléctricas de distinto signo, se atraen y cargas eléctricas de igual signo, se repelen.

ELECTRICIDAD POR ACCIÓN QUÍMICALa electricidad por acción química se obtiene por medio de dos laminas de metales

diferentes como el zinc y el cobre, sumergida en una solución de agua y ácido sulfúrico o

agua con cloruro de amonio, estas soluciones conductoras reciben el nombre de electrolito.

Entre las aplicaciones practicas de este electroquímico se tienen: las papilas de

linternas o transistores que una vez descargadas no se pueden volver a utilizar y las

baterías de automóviles que si se pueden cargar de nuevo.

ELECTRICIDAD POR MAGNETISMOLa electricidad por magnetismo se obtiene mediante cuerpos conductores colocados

en la proximidad de imanes que modifican su estado magnético. El magnetismo produce

electricidad si se somete una bobina a la acción de un campo magnético variable, así por

ejemplo si se desplaza en su interior un imán permanente se logra inducir la corriente

eléctrica.

ELECTRICIDAD POR PRESIÓNLa electricidad por presión se obtiene cuando ciertos materiales como: el cuarzo o la

turmalina se comprimen. Si se ejerce una presión perpendicular al plano de las caras de una



lamina de cuarzo especialmente tallada, resulta que una de las cara se electriza

positivamente y la otra negativamente.

ELECTRICIDAD POR CALORLa electricidad por calor se obtiene calentando conjuntamente dos metales diferentes.

Si se une un alambre de cobre con otro de hierro o una lamina de los mismo y se calientan,

entonces se produce una carga eléctrica.

ELECTRICIDAD POR LA LUZLa electricidad por acción dela luz se obtiene por la presencia directa d e los rayos

luminosos sobre ciertos mátales raros y metaloides. La acción de la luz sobre el selenio

produce una carga eléctrica debido a que se desplazan los electrones libres de la superficie

del metaloide.

ELECTRICIDAD ESTÁTICALa electricidad estática es la que carece de movimiento y se encuentra “en reposo” en

un lugar determinado, como en el caso de la electricidad por frotamiento, donde la bolita del

péndulo se carga de electricidad que no se desplaza.

ELECTRICIDAD DINÁMICALa electricidad dinámica es la que posee movimiento, es decir, es la corriente

eléctrica. Este tipo de electricidad es producida por los generadores y los conductores por

donde se desplaza se llaman líneas.

LA ELECTRICIDAD DINÁMICA SE DIVIDE EN DOS CLASES: La corriente contínua es aquella en que los electrones circulan siempre en el mismo

sentido, es decir, que posee una sola dirección en el conductor. Esta clase de

corriente se utiliza en algunas industrias.

La corriente alterna es aquella cuyo sentido varia periódicamente, es decir, que la

dirección e intensidad cambia constantemente, como ocurre en la corriente utiliza para

el uso domestico.



RESUMENSe puede lograr que los electrones salgan de sus orbitas aplicándose una fuerza o

energía. Los seis métodos usados para hacer esto son:

Efecto triboeléctrico, la electroquímica, piezoeléctrico, termoelectricidad, efecto

fotoeléctrico y magnetoelectricidad.

El efecto triboeléctrico es aquel en que los electrones superficiales de un material se

liberan por el frotamiento. La energía procede de la fricción y del calor.

La electroquímica consiste en combinar elementos químicos con ciertos metales,

originándose una actividad química en la que habrá transferencia de electrones que

producirán cargas.

El efecto piezoeléctrico es aquel en que aparecen cargas eléctricas en las caras de

ciertos cuerpos, cuando se le somete a presión. Es mas notable en algunos metales.

La termoelectricidad es el termino que se da al efecto de aplicar calor a dos metales

distintos, con el objeto de producir cargas opuestas en los dos metales.

El efecto fotoeléctrico es aquel en que los átomos de ciertos materiales liberen

electrones cuando la energía luminosa en forma de fotones incide sobre estos

materiales.

Fotoemisión: la energía de los fotones liberan electrones de una superficie en un tubo

al vació. Otra en el tubo recoge los electrones.

Fotovoltaica: la energía luminosa que incide en una de dos placas unidas hace que

sus electrones sean liberados y pasen a la otra. Entonces las placas se comportan

como una batería.

Fotoconducción: la energía luminosa se aplica a ciertos materiales para convertirlos

en mejores conductores.

La magnetoelectricidad: es el efecto de aplicar la fuerza de un campo magnético a un

conductor para desplazar sus electrones.



¿QUE ES LA ELECTRICIDAD?: Todo lo que existe en el mundo esta formado por

partículas invisibles, llamada átomos. Estos átomos están formado a su vez por partículas

aun mas diminutas llamadas electrones, protones y neutrones. Son los electrones los que

proporcionan lo que llamamos electricidad. Para la electricidad no disponemos de un órgano

sensorial especial. Es una forma de energía, como la mecánica o la calorífica, y se percibe

en las transformaciones energéticas.

LA ELECTRICIDAD SOLO ES PERCEPTIBLE POR SU EFECTOS

En el horno eléctrico, la energía eléctrica se transforma en calor; en un bombillo, se

transforma en luz y calor. El motor eléctrico realiza un trabajo mecánico, el electroimán en

efectos magnéticos.



LAS DENOMINACIONES DE TENSIÓN, INTENSIDAD, RESISTENCIA Y CONDUCTOR SE DEDUCEN POR ANALOGÍA MECÁNICA

Una bomba hidráulica crea, al aportar energía, una diferencia de presión o tensión entre el lado de entrada y el de salida, que provoca una corriente hidrodinámica a través del

tubo conductor. Este es portador de una energía mecánica y puede impulsar un motor

hidráulico. El generador eléctrico, al aportar energía crea una tensión eléctrica o diferencia

de potencial entre sus bornes, que provoca una intensidad o corriente de electrones a

través del conductor. Este es portador de una energía eléctrica y puede impulsar un motor

eléctrico. Tanto la corriente hidrodinámica como la corriente eléctrica experimentan una

resistencia en las conducciones que origina pérdidas energéticas.

TENSIÓN ELÉCTRICA: Se tiene una tensión eléctrica cuando entre dos polos existe una

diferencia de carga eléctrica.


Átomo de cobre

Circuito Hidráulico Circuito Eléctrico

Corriente Eléctrica (Modelo Representativo)


Se produce una tensión si se

separa los portadores de carga

positivos y negativos. En un

generador mediante un

movimiento giratorio de una

espira de cobre en un campo

magnético, se extraen los

electrones de un extremo del

arrollamiento (donde se produce

un déficit de electrones) y se acumulan en el otro extremo (donde hay un excedente de

electrones). El borne con déficit de electrones es el polo positivo (polo +) de la fuente de

tensión; la que tiene excedente de electrones es el polo negativo (polo -).

El símbolo de la magnitud llamada tensión es V, y su unidad es el voltio (V). Ejemplo: V = 120 V

Tensiones usuales: tensión de baterías portátiles, de 1.5V a 12V; tensiones

residenciales, de 110V a 220V; tensiones industriales de 440V a 13.800V; tensiones de

transmisión, de 400.000V a 800.000V.

Formas de expresar la magnitud: Fuerza electromotriz ≈ (Uso poco frecuente)

Voltaje (Modo incorrecto)

Tensión (Modo correcto)

CORRIENTE ELÉCTRICA: La corriente eléctrica es el movimiento ordenado de cargas.

Al cerrarse el circuito eléctrico, el exceso de

electrones que hay en el polo negativo de la fuente

de tensión trata de compensarse dirigiéndose al

polo positivo. A los portadores de carga

(electrones) en movimiento a través del conductor


1.5. Generación de Tensión

DEFICIT DEDEFICIT DEELECTRONESELECTRONES

MOVIMIENTOMOVIMIENTODEL IMANDEL IMAN

EXESO DEEXESO DEELECTRONESELECTRONES

CAMPO CAMPO MAGNETICOMAGNETICO

POLO NEGATIVOPOLO NEGATIVO

POLO POSITIVOPOLO POSITIVO

1.7. Resistencia Eléctrica en Metales (Modelo Representativo)


eléctrico se les denomina corriente eléctrica. El sentido de la corriente el movimiento desde el

polo positivo al polo negativo.

La corriente eléctrica como hemos visto, es el movimiento de electrones a través de un

conductor. Los primeros científicos que estudiaron la electricidad pensaron que lo que se

trasladaba no eran los electrones (cargas negativas), si no los protones (cargas positivas), y

por esta razón creyeron que el sentido de la corriente era del polo positivo al negativo.

Como conclusión cabe destacar que existen dos sentidos diferentes de corriente:

Partiendo del polo positivo hacia el negativo, que es el sentido convencional de la corriente.

Partiendo del polo negativo hacia el positivo, que es el sentido real de la corriente.

Ambos sentidos se dan como válidos, aunque se debe saber que el real es el sentido

electrónico (del polo negativo al positivo).

El símbolo de la magnitud llamada Intensidad de corriente es I, y su unidad es el amperio(A). Ejemplo: I = 10 A

Corrientes usuales: telecomunicaciones, de aproximadamente 1mA a 10A; aparatos

electrodomésticos y de taller, de unos 10A a 50A.

Formas de expresar la magnitud : Corriente ≈ (Modo convencional)

Amperaje (Modo incorrecto)

Intensidad (Modo correcto)

RESISTENCIA ELÉCTRICA: Se denomina resistencia a la dificultad que presenta un

material al paso de la corriente eléctrica. Un material será mas resistente que otro cuando

existiendo una diferencia de potencial igual entre los extremos de los dos materiales en uno

habrá mas corriente eléctrica que lo atraviese que el otro.

Dicha dificultad responde a que los núcleos de los átomos del

material resistente atraen a los electrones que se desplazan a

través suyo. Como cada material tiene distintas características


slR ρ=


atómicas. Tienen también resistividades diferentes. Debemos tener claro que al hablar de

resistencia de materiales se habla de resistividad, y es por que la resistencia de un material

no solo depende de la resistencia de 1mm2 de sección (esta puede ser mayor que 1mm2),

sino que además depende de la longitud. La resistividad se representa por ρ. La resistencia

(R) de un material depende directamente de su resistividad ρ y de su longitud (l), e

inversamente proporcional a su sección. Viene determinada por la formula:

Siendo:

R: resistencia (Ω)

ρ: resistividad (mm2/m)

l: longitud (m)

S: sección transversal (área) (mm)

El símbolo de la magnitud que mide la resistencia eléctrica es R, y su unidad es el Ohmio(Ω, omega). Ejemplo: R = 1.000 Ω

MATERIAL ρ EN Ω.mm2/mCOBRE 1,7.10-6

PLATA 1,5.10-6

ALUMINIO 2,6.10-6

ESTAÑO 130.10-6

NICROMO 100.10-6

Ejemplo 1.1. calcúlese la resistencia de un alambre cuya longitud es de 10 m, con un

área de sección transversal de 0.1cm2 si el material del alambre es de a) cobre y b) nicromo.

Solución con la información de la tabla 1.2, sabemos que para el caso del cobre,

ρ=1,7.10-6, y para el caso del nicromo, ρ=100.10-6. Ya que 1 m= 100cm, L=10 x 100 cm =

1000 cm. La sustitución de los valores dados en la ecuación.

Rcobre =1,7.10-6 Ω.cm x (1000cm)/(0,1cm2)

= 1,7.10-2 Ω

Rnicro = 100.10-6 x 1000/0,1 = 1 Ω


Resistividad de algunos materiales

Símbolos Gráficos de fuente de tensión

. Símbolo Gráfico de la resistencia


Resistencias usuales: lámparas y aparatos electrodomésticos de unos 10 Ω a 1.000

Ω ; impedancia de los aparatos electrónicos, hasta 1.000M Ω ; acometidas cortas, de

aproximadamente 1µ Ω a 100mΩ.

Formas de expresar la magnitud: Resistencia (Modo correcto)

Ohmiaje (Modo incorrecto)

TIPOS DE CORRIENTES: La corriente continua es una corriente de portadores de carga

de intensidad y sentido constantes. Por ejemplo la corriente de electrones que proporciona

una pila o una batería es una corriente continua.

La corriente alterna es una corriente de portadores de carga cuyo sentido e

intensidad cambian de modo periódico. Un generador de alterna impulsa una corriente de

electrones a través del conductor, dicha corriente cambia de magnitud y sentido invirtiéndose

de modo regular (periódico), es decir, que oscila en forma permanente. Al número de

oscilaciones por segundo se le llama frecuencia y su unidad es el Hertz (Hz). La frecuencia

normalizada en Venezuela es 60 Hz y en algunos países es de 50 Hz.

SÍMBOLOS ELÉCTRICOS BÁSICOS:


1.11. Corriente Continua

Corriente Alterna

Símbolo Gráfico de la intensidad

Corriente Continua


CONDUCTORES, AISLANTES Y SEMICONDUTORES: Los conductores son sustancias que conducen bien la corriente eléctrica. Entre ellos

están todos metales. Conducen mejor cuanto mas electrones libres se tenga por cm3. Los no conductores (aislantes) como el plástico, el vidrio , las cerámicas, son sustancias que no

conducen prácticamente la corriente eléctrica. Los semiconductores, como por ejemplo, el

silicio, el selenio, el germanio, tienen una capacidad de conducción mucho menor que los

conductores, pero mayor que los no conductores (aislantes).

CUESTIONARIO: 1. Mencione la partes y explique el funcionamiento del siguiente circuito:


1.13. Electrones Libres en Conductores, Aislantes y semiconductores(Modelo Representativo)


2. ¿Como se produce la tensión eléctrica?

3. Explica mediante una gráfica (modelo representativo) la corriente eléctrica.

4. Menciona las diferencias entre la corriente continua y la corriente alterna.

BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA

ELECTRÓNICA PRACTICA MODERNA. TOMO I. McGRAW HILL.NUEVA ENCICLOPEDIA TEMATICA. TOMO VII. EDITORIAL RICHARDS, S.A.ELECTRICIDAD. EDITORIAL GAESA.CURSO PRACTICO DE ELECTRICIDAD. VOL I. EDICIONES CIENCIA Y TÉCNICA.www.electronica2000.net


Menciona las Partes del Circuito

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