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    Electricidad1 duque uchima_180604 Electricidad1 duque uchima_180604 Document Transcript

    • FUNDAMENTOS DE ELECTRICIDAD 1 NIDIA UCHIMA SANDRA PATRICIA DUQUE TÉCNICO EN SISTEMAS FICHA 180604CENTRO DE DISEÑO E INNOVACIÓN TECNOLOGICA INDUSTRIAL 15 DE JULIO DEL 2011
    • FUNDAMENTOS DE ELECTRICIDAD 1 NIDIA UCHIMA SANDRA PATRICIA DUQUE TÉCNICO EN SISTEMAS FICHA 180604 INGENIERO: EDWIN ALEXANDER GÓMEZ ROBBYCENTRO DE DISEÑO E INNOVACIÓN TECNOLOGICA INDUSTRIAL 15 DE JULIO DEL 2011
    • 1. ¿Que es electricidad?La electricidad es una propiedad física que se manifiesta por atracción o repulsiónentre las partes de la materia. Esta propiedad se origina en la existencia de electrones(carga positiva) y protones (carga negativa).2. ¿Que es electrónica?Es la rama de la física que estudia el movimiento de los electrones y otras partículasatómicas, cargadas, en el vacío, en una atmósfera con un gas enrarecido o en unsemiconductor.3. Características de la electricidad estáticaIndica o se refiere a la electricidad inmóvil.Se refiere a la acumulación de un exceso de carga eléctrica en una zona con pocaconductividad eléctrica, un aislante, de manera que la acumulación de cargapersiste. Los efectos de la electricidad estática son familiares para la mayoría de laspersonas porque pueden ver, notar e incluso llegar a sentir las chispas de lasdescargas que se producen cuando el exceso de carga del objeto cargado se ponecerca de un buen conductor eléctrico (como un conductor conectado a una tomade tierra) u otro objeto con un exceso de carga pero con la polaridad opuesta.Características de la electricidad dinámicaEste tipo de electricidad que podemos manejar y controlar, de tal modo que produzcadeterminados efectos.Existen muchas fuerzas que generan electricidad dinámica, entre ellas: • La energía química a través de todos los tipos de pilas conocidos. • La energía magnética a través de los gigantescos alternadores de una usina eléctrica, el dínamo de la bicicleta o el microgenerador formado por un micrófono dinámico o la cápsula de tocadiscos magnética. • La energía térmica que provoca la generación de tensiones eléctricas en dos metales distintos al ser calentados. • La energía luminosa que en las celdas solares provoca el desprendimiento de electrones. Muy usadas hoy en día en las naves espaciales. • La energía mecánica que provoca la generación de tensiones en ciertas sustancias llamadas piezoeléctricas; al ser golpeadas violentamente. Se emplean en sistemas de encendido de cocinas, automóviles, encendedores, etc., también en las cápsulas de tocadiscos del tipo cristal o cerámica.4. ¿Qué es un conductor y qué características debe tener un BUEN conductor?Un conductor eléctrico es un material que ofrece poca resistencia al paso de laelectricidad. Generalmente son aleaciones o compuestos con electrones libresque permiten el movimiento de cargas.
    • Los mejores conductores eléctricos son los metales y sus aleaciones, aunqueexisten otros materiales no metálicos que también poseen la propiedad de conducir laelectricidad, como el grafito o las disoluciones y soluciones salinas (por ejemplo,el agua de mar) o cualquier material en estado de plasma.Para el transporte de energía eléctrica, así como para cualquier instalación de usodoméstico o industrial, los mejores conductores son el oro y la plata, pero debido asu elevado precio, los materiales empleados habitualmente son el cobre (en forma decables de uno o varios hilos), o el aluminio; metal que si bien tiene unaconductividad eléctrica del orden del 60% inferior es, sin embargo, un materialtres veces más ligero, por lo que su empleo está más indicado en líneas aéreas detransmisión de energía eléctrica en las redes de alta tensión15. ¿Qué es un material aislante?Hace referencia a cualquier material que impide la transmisión de la energía encualquiera de sus formas: con masa que impide el transporte de energía.6. ¿A qué se le conoce como Semiconductor?Un semiconductor es un elemento material cuya conductividad eléctrica puedeconsiderarse situada entre las de un aislante y la de un conductor, considerados enorden crecienteLos semiconductores más conocidos son el silíceo (Si) y el germanio (Ge).7. Existen dos tipos de corriente eléctrica: Continúa y Alterna.¿Qué características tiene la corriente continua?La corriente continua no cambia su magnitud ni su dirección con el tiempo¿Qué características tiene la corriente alterna?La característica principal de una corriente alterna es que durante un instante detiempo un polo es negativo y el otro positivo, mientras que en el instante siguiente laspolaridades se invierten tantas veces como ciclos por segundo o hertz posea esacorriente.8. ¿Qué diferencia hay entre un circuito eléctrico y una instalación eléctrica?Un circuito eléctrico es un conjunto de elementos que unidos de forma adecuadapermiten el paso de electrones.Está compuesto por: • GENERADOR o ACUMULADOR. • HILO CONDUCTOR. • RECEPTOR o CONSUMIDOR. • ELEMENTO DE MANIOBRA.
    • Una instalación eléctrica es uno o varios circuitos eléctricos destinados a un usoespecífico y que cuentan con los equipos necesarios para asegurar el correctofuncionamiento de ellos y los aparatos eléctricos conectados a los mismos.9. Haga una gráfica donde explique cómo llega la electricidad a nuestroshogares.10. ¿Cómo se puede generar un incendio?-Cortocircuitos debido a cables gastados, enchufes rotos, etc.- Líneas recargadas, que se recalientan por excesivos aparatos eléctricos conectadosy/o por gran cantidad de derivaciones en las líneas, sin tomar en cuenta la capacidadeléctrica instalada.- Mal mantenimiento de los equipos eléctricos.
    • ¿Cómo se pueden sobrecargar un circuito eléctrico?Se dice que en un circuito o instalación hay sobrecarga o está sobrecargada,cuando la suma de la potencia de los aparatos que están a él conectados, essuperior a la potencia para la cual está diseñado el circuito de la instalación.Para evitar tener una sobrecarga eléctrica en el hogar, deben tener en cuenta lossiguientes lineamientos: • Saber cuánto es la capacidad del sistema eléctrico del hogar. Esto servirá para saber, por ejemplo, cuántos equipos podemos enchufar. • Evitar el uso simultáneo de equipos con un elevado consumo de energía en el mismo circuito eléctrico. • Tener un sistema eléctrico separado en circuitos independientes ayuda a la eficacia del suministro de energía y menos cortes, ya que si hay una sobrecarga en algún circuito, solo se cortará el circuito afectado sin alterar a los demás. • Emplear bombillas de bajo consumo y larga duración.11. Cuando hay un choque eléctrico, ¿Cuál es la cantidad de corriente que puedeproducir daños severos a una persona?Efecto fisiopatológico resultante del paso de corriente eléctrica a través del cuerpohumano o de un animal.12. Mencione algunas de las recomendaciones de SEGURIDAD que se debentener en cuenta antes de trabajar con circuitos eléctricos.Nunca trabaje sobre dispositivos energizados, ni asuma a priori que estándesconectados. Si necesita trabajar sobre un circuito energizado, utilice siempreherramientas de mango aislado, así como equipos de protección apropiados alambiente eléctrico en el cual está trabajando. El calzado que usted use, debe garantizar que sus pies queden perfectamenteaislados del piso.No trabaje en zonas húmedas o mientras usted mismo o su ropa estén húmedos. Lahumedad reduce la resistencia de la piel y favorece la circulación de corrienteeléctrica.Cortar todas las fuentes en tensión, Bloquear los aparatos de corte, Verificar laausencia de tensión, poner a tierra y en cortocircuito todas las posibles fuentes detensión, Delimitar y señalizar la zona de trabajo.13. ¿Qué es una fuente de voltaje?
    • Todo dispositivo que crea una diferencia de potencial se conoce como una fuente devoltaje.14. Existen dos tipos de voltajes: Continuo o directo y Alterno. ¿Quécaracterísticas tienen?El voltaje alterno varía primero hacia arriba y luego hacia abajo (de la misma formaen que se comporta la corriente) y nos da una forma de onda llamada: onda senoidal.El voltaje continuo es aquel cuerpo que mantiene sus características de polaridad entiempo y por tanto genera la circulación de cargas, siempre en el mismo sentido.15. La magnitud Frecuencia es medida ¿con qué unidad?, ¿Qué frecuencia tienela corriente suministrada por las compañías de suministro de corriente eléctricaen Colombia?La frecuencia se mide en hercios (Hz), en honor a Heinrich Rudolf Hertz. Unhercio es aquel suceso o fenómeno repetido una vez por segundo.La corriente su ministrada por las compañías de suministro de corriente eléctrica enColombia tiene una frecuencia de 60 Hz.16. ¿Qué es el periodo de una onda? Halle el periodo, teniendo en cuenta lafrecuencia trabajada en nuestro país.El período de una onda es el tiempo transcurrido entre dos puntos equivalentes de laoscilación. T= 0.16617. ¿Qué significa el término carga, dentro de un circuito eléctrico?La carga eléctrica es una propiedad intrínseca de algunas partículas subatómicas(pérdida o ganancia de electrones) que se manifiesta mediante atracciones yrepulsiones que determinan las interacciones electromagnéticas entre ellas.18. ¿Qué es un dispositivo de control? NOMBRE VARIOSLos circuitos de control son combinaciones de componentes electrónicos que rigen elcomportamiento de máquinas industriales o domésticas.
    • 19. ¿Qué es un dispositivo de protección? NOMBRE VARIOSSon dispositivos encargados de desenergizar un sistema, circuito o artefacto, cuandoen ellos se alteran las condiciones normales de funcionamiento. Como su nombre loindica, estos aparatos protegen las instalaciones para evitar daños mayores queredunden en pérdidas económicas. Algunos de ellos están diseñados para detectarfallas que podrían provocar daños a las personas. Cuando ocurre esta eventualidad,desconectan el circuito.Entre una gran variedad de dispositivos de protección, los más utilizados son los“Interruptores Termomagnético” o “Disyuntores” y los “Interruptores oProtectores Diferenciales”.20. ¿Qué es un dispositivo de alambrado? NOMBRE VARIOSAlambre o cable dúplex paralelo formado por dos conductores de cobre suave,paralelos, con aislamiento individual termoplástico de policloruro de vinilo (PVC) yunidos por una pista del mismo material.21. ¿Qué es un sistema de puesta a tierra?. ExpliqueUn sistema de puesta a tierra consiste en la conexión de equipos eléctricos yelectrónicos a tierra, para evitar que se dañen nuestros equipos en caso de unacorriente transitoria peligrosa.
    • El objetivo de un sistema de puesta a tierra es:. El de brindar seguridad a las personas.. Proteger las instalaciones, equipos y bienes en general, al facilitar y garantizar la correcta operación de los dispositivos de protección.. Establecer la permanencia, de un potencial de referencia, al estabilizar la tensión eléctrica a tierra.22. ¿Que significa cableado regulado?El cableado está regulado por estándares internacionales que se encargan deestablecer las normas comunes que deben cumplir todos las instalaciones de estetipo. Las reglas y normas están sujetas a normas internacionales.23. Ley de Ohm definirLa Ley de OhmSe trata de una fórmula fundamental del mundo electrónico que permite relacionar latensión, la corriente y la resistencia. y nos indica que la corriente que circula por unconductor es directamente proporcional a la tensión aplicada en sus extremos, einversamente proporcional a la resistencia del mismo, esto es:I=IntensidadV=VoltajeR=Resistencia24 Como se representa: voltaje, resistencia e intensidad Resistencia Voltaje25 Cuál es el valor de Intensidad si el V=12 y R=22.000Ω I= 12/22000 , I=0.54545526 Cuál es el valor de la tensión si: I=0.005ª R= 1Ω
    • V=1*0.005= 0.00527 Cuál es el valor de la resistencia si: V=5v I=0.01ª R=5/0.01=50028. ¿Cuáles son las unidades de medida del sistema internacional y cómo serepresentan?ELECTRICASMagnitud Unidad SímboloCarga eléctrica Culombio CTensión eléctrica Voltio VResistencia Ohmio ΩConductancia Siemens SCapacidad Faradio FCampo eléctrico ( E ) Voltio por metro V . m-1 Culombio por metroDesplazamiento eléctrico ( D ) C . m-2 cuadradoPermitividad Faradio por metro F . m-1Momento eléctrico Culombio-metro C.mFlujo magnético Weber WbInductancia Henrio HInducción magnética ( B ) Tesla TCampo magnético ( H ) Amperio por metro A . m-1Permeabilidad Henrio por metro H . m-1Momento magnético Amperio-metro cuadrado A . m2Fuerza magnetomotríz Amperio A AIntensidad de corriente eléctrica Amperio29 Circuito serie – paralelo- mixto: definir y presentar un ejemplo de cada uno.Circuito en seriePara este modo de conexiones se escoge un circuito de corriente continua y así sepodrá ver si caída de tensiones y pasos de corriente. En el gráfico, se puede disponerde un circuito en serie es disponer una resistencia detrás de otra, con lo cual seobtendrá puntos muy concretos donde se puede hacer diversos estudios de la caídade tensión y corriente.Estos puntos son el punto A, anterior a la primera resistencia, el punto B que esta en laprimera y la segunda resistencia, el punto C que se encuentra entre la segunda ytercera resistencia y por último el punto D.Para hacer esta medición se utiliza un polímetro o multímetro, el cual nos dará lasmediciones correspondientes de voltaje y amperaje.
    • Para medir el voltaje o la caída de tensión se hace situando las dos puntas delmultímetro y se pondrán en paralelo en el cable del circuito. Para la medición de lacorriente se pondrán las puntas del multímetro en serie con cable del circuito.El voltaje total del circuito será la suma total de los voltajes , encontrados en los puntosA,B,C y D; la corriente total es igual en todos los puntos que atraviese, por lo tanto laintensidad total será igual en A,B,C y D.VT = Voltaje Total VT = V1 +V2 +V3IT = Intensidad Total o Corriente Total IT = I1 + I2 + I3Un circuito con resistencias en serie se puede simplificar en una sola resistencia. Entodos los puntos del circuito en serie la corriente es constante por lo tanto la potencia otrabajo total será la suma de éstos en cada punto del circuito (A,B,C Y D).Los circuitos eléctricos en serie son aplicaciones muy concretas. Nunca se nosocurrirá conectar las bombillas de nuestra casa en serie, ya que esto supondría uncaos a cualquiera de ellas, a excepciónde la última, se fundiría simplemente siapagamos una de ellas.Se utilizan en las luces brillantes del árbol de navidad, en la iluminación de lasautopistas etc.Circuito ParaleloUn circuito paralelo es aquel que está formado por dos o más pequeños circuitos porse puede los cuales pueden circular la corriente.Para comprobar observar el gráfico como conectamos tres resistencias en paralelo.Aquí se puede apreciar la intensidad total o corriente total, se divide en i1, i2 e i3, lasuma de cada una de éstas nos dará el valor total de la corriente.
    • Circuito mixtos:Como se puede intuir, este tipo de circuitos son combinaciones de los circuitostratados anteriormente, de tal forma que podamos obtener una resistencia equivalenterealizando, igual que antes, algunos cálculos previos. Una forma fácil de resolverlos eshacer cuentas parciales, es decir, series y paralelos parciales hasta que se obtenga elcircuito equivalente más simple que sea posible, para obtener el valor resistivoequilavente al circuito.Este tipo de circuitos se suele utilizar cuando no disponemos de una resistenciaespecífica, pero que, con la ayuda de otros valores, si nos es posible lograrlo.30 Haga un cuadro donde indique el nombre, el símbolo y la unidad de medidade las siguientes magnitudes:. Voltaje. Corriente. Resistencia. Potencia. Energía NOMBRE SIMBOLO UNIDAD DE MEDIDA La unidad de medida del voltaje es el voltio VOLTAJE V (V). La unidad de medida de la corriente CORRIENTE A eléctrica es el amperio (A). La unidad de medida de la resistencia es el RESISTENCIA Ω ohmio (). La unidad de medida de la potencia es el POTENCIA W vatio (W).Unidades de medida de energíaLa unidad de energía definida por el Sistema Internacional de Unidades es el julio, quese define como el trabajo realizado por una fuerza de un newton en un desplazamientode un metro en la dirección de la fuerza, es decir, equivale a multiplicar un Newton porun metro. Existen muchas otras unidades de energía, algunas de ellas en desuso.
    • AbreviatuNombre Equivalencia en julios raCaloría cal 4,1855Frigoría fg 4.185,5Termia th 4.185.500Kilovatio hora kWh 3.600.000Caloría grande Cal 4.185,5Tonelada equivalente Tep 41.840.000.000de petróleoTonelada equivalente Tec 29.300.000.000de carbónTonelada de TR 3,517/hrefrigeraciónElectronvoltio eV 1.602176462 × 10-19 BTU o BTBritish Thermal Unit 1.055,05585 uCaballo de vapor por CVh 3,777154675 × 10-7hora2Ergio erg 1 × 10-7Pie por libra (Foot ft × lb 1,35581795pound)Foot-poundal3 ft × pdl 4,214011001 × 10-11