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TRABAJO DE ELECTROTECNIA NOMBRE: Jorge Redín

SEMESTRE: Tercero Electrotecnia

FECHA: 18 de octubre de 2012

PARALELO: ¨A¨

La ley de Ohm establece que la intensidad eléctrica que circula entre dos puntos de un circuito eléctrico es directamente proporcional a la tensión eléctrica entre dichos puntos, existiendo una constante de proporcionalidad entre estas dos magnitudes. Dicha constante de proporcionalidad es la conductancia eléctrica, que es inversa a la resistencia eléctrica. La ecuación matemática que describe esta relación es:

donde, I es la corriente que pasa a través del objeto en amperios, V es la diferencia de potencial de las terminales del objeto en voltios, G es la conductancia en siemens y R es la resistencia en ohmios (Ω). Específicamente, la ley de Ohm dice que la R en esta relación es constante, independientemente de la corriente.

MAGNITUDES ELECTRICAS CARGA ELÉCTRICA y CORRIENTE La carga eléctrica es la cantidad de electricidad almacenada en un cuerpo. Los átomos de un cuerpo son eléctricamente neutros, es decir la carga negativa de sus electrones se anula con la carga positiva de sus protones. Podemos cargar un cuerpo positivamente (potencial positivo) si le robamos electrones a sus átomos y podemos cargarlo negativamente (potencial negativo) si le añadimos electrones

TENSIÓN O VOLTAJE La Tensión es la diferencial de potencial entre dos puntos. Por eso en física se llama d.d.p (diferencia de potencial) y en tecnología Tensión o Voltaje. Como ya debemos saber por el estudio de la carga eléctrica la tensión es la causa que hace que se genere corriente por un circuito. En un enchufe hay tensión (diferencia de potencial entre sus dos puntos) pero OJO no hay corriente. Solo cuando conectemos el circuito al enchufe empezará a circular corriente (electrones) por el circuito y eso es gracias hay que hay tensión. Entre los dos polos de una pila hay tensión y al conectar la bombilla pasa corriente de un extremo a otro y la bombilla luce.


Ha mayor tensión entre dos polos mayor cantidad de electrones y con mas velocidad pasaran de un polo al otro. La tensión se mide en Voltios. Cuando la tensión es de 0V (cero voltios) ya no hay posibilidad de corriente y si fuera una pila diremos que la pila se ha agotado. Pero ¿Quien hace que se mantenga una tensión entre dos puntos? Pues los Generadores, que son los aparatos que mantienen la d.d.p o tensión entre dos puntos para que al conectar el circuito se genere corriente. la tensión se mide en Voltios (V) INTENSIDAD DE CORRIENTE Es la cantidad de electrones que pasan por un punto en un segundo. Imaginemos que pudiésemos contar los electrones que pasan por un punto de un circuito eléctrico en un segundo. Pues eso seria la Corriente eléctrica. Se mide en Amperios (A). Por ejemplo una corriente de 1 A (amperio) equivale a 6,25 trillones de electrones que han pasado en un segundo. RESISTENCIA ELÉCTRICA Los electrones cuando en su movimiento se encuentran con un receptor (por ejemplo una lámpara) no lo tienen fácil para pasar por ellos, es decir les ofrecen una resistencia. Por el conductor van muy a gusto por que no les ofrecen resistencia a moverse por ellos, pero los receptores no. Por ello se llama resistencia a la dificultad que se ofrece al paso de la corriente. Todos los elementos de un circuito tienen resistencia, excepto los conductores que se considera caso cero. Se mide en Ohmios (Ω). La resistencia se representa con la letra R. POTENCIA ELECTRICA La potencia eléctrica es la relación de paso de energía de un flujo por unidad de tiempo; es decir, la cantidad de energía entregada o absorbida por un elemento en un tiempo determinado. La unidad en el Sistema Internacional de Unidades es el vatio (watt)

CORTOCIRCUITO Se

denomina cortocircuito al fallo en un aparato o línea eléctrica por el cual

la corrient

e

o fase al n

eutro o tierra en sistemas monofásicos de corriente alterna, entre dos fases o

eléctrica pasa

directamente

del

conductor

activo

igual al caso anterior para sistemas polifásicos, o entre polos opuestos en el caso de corriente continua. Es decir: Es un defecto de baja impedancia entre dos puntos de potencial diferente y produce arco eléctrico, esfuerzos electrodinámicos y esfuerzos térmicos.


El cortocircuito se produce normalmente por los fallos en el aislante de los conductores, cuando estos quedan sumergidos en un medio conductor como el agua o por contacto accidental entre conductores aéreos por fuertes vientos o rotura de los apoyos. CORTACIRCUITO Un cortacircuito no es mas que los aparatos destinados para proteger los circuitos eléctricos

Leyes de Kirchhoff Las leyes de Kirchhoff son dos igualdades que se basan en la conservación de la energía y la carga en los circuitos eléctricos. Fueron descritas por primera vez en 1845 por Gustav Kirchhoff. Son ampliamente usadas en ingeniería eléctrica. Ambas leyes de circuitos pueden derivarse directamente de las ecuaciones de Maxwell, pero Kirchhoff precedió a Maxwell y gracias a Georg Ohm su trabajo fue generalizado. Estas leyes son muy utilizadas en ingeniería eléctrica para hallar corrientes y tensiones en cualquier punto de un circuito eléctrico. Ley de corrientes de Kirchhoff Esta ley también es llamada ley de nodos o primera ley de Kirchhoff y es común 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

Ley de tensiones de Kirchhoff Esta ley es llamada también Segunda ley de Kirchhoff, ley de lazos de Kirchhoff o ley de mallas de Kirchhoff y es común que se use la sigla LVK para referirse a esta ley. En un lazo cerrado, la suma de todas las caídas de tensión es igual a la tensión total suministrada. De forma equivalente, la suma algebraica de las diferencias de potencial eléctrico en un lazo es igual a cero.


Resistencia eléctrica La resistencia eléctrica de un objeto es una medida de su oposición al paso de corriente. Descubierta por Georg Ohm en 1827, la resistencia eléctrica tiene un parecido conceptual a la fricción en la física mecánica. La unidad de la resistencia en el Sistema Internacional de Unidades es el ohmio (Ω). Para su medición en la práctica existen diversos métodos, entre los que se encuentra el uso de un ohmnímetro. Además, su cantidad recíproca es la conductancia, medida en Siemens. La resistencia de cualquier objeto depende únicamente de su geometría y de su resistividad, por geometría se entiende a la longitud y el área del objeto mientras que la resistividad es un parámetro que depende del material del objeto y de la temperatura a la cual se encuentra sometido. Esto significa que, dada una temperatura y un material, la resistencia es un valor que se mantendrá constante. Además, de acuerdo con la ley de Ohm la resistencia de un material puede definirse como la razón entre la caída de tensión y la corriente en dicha resistencia, así:1

donde R es la resistencia en ohmios, V es la diferencia de potencial en voltios e I es la intensidad de corriente enamperios.

Conductancia eléctrica Se denomina conductancia eléctrica (G) de un conductor, a la inversa de la oposición que dicho conductor presenta al movimiento de los electrones en su cuerpo, es decir que la conductancia es la propiedad inversa de la resistencia eléctrica. No debe confundirse con conducción, que es el mecanismo mediante el cual la carga fluye, o con la conductividad, que es la conductancia de un material específico. La unidad de medida de la conductancia en el Sistema internacional de unidades es el siemens. Este parámetro es especialmente útil a la hora de tener que manejar valores de resistencia muy pequeños, como es el caso de los conductores eléctricos. Como ya se mencionó, la relación entre la conductancia y la resistencia está dada por:


donde: G es la conductancia (viene del inglés gate), R es la resistencia en ohmios, I es la corriente en amperios, V es el voltaje en voltios.

RESISTIVIDAD La resistividad es

la resistencia

eléctrica específica

de

griega rho minúscula (ρ) y se mide en ohmios por metro (Ω•m).

un

material.

Se

designa

por

la

letra

1

Su valor describe el comportamiento de un material frente al paso de corriente eléctrica, por lo que da una idea de lo buen o mal conductor que es. Un valor alto de resistividad indica que el material es mal conductor mientras que uno bajo indicará que es un buen conductor. Generalmente la resistividad de los metales aumenta con la temperatura, mientras que la resistividad de los semiconductores disminuye ante el aumento de la temperatura.

ACOPLAMIENTO DE RESISTENCIAS RESISTENCIAS EN SERIE

RAB = R1 + R2 + R3


RESISTENCIAS EN EN PARALELO

1/RAB = 1/R1 +1/R2 + 1/R3

RESISTENCIA EQUIVALENTE PARA DOS RESISTENCIAS EN SERIE

RAB = R1 + R2 UR1 = I x R1 UR2 = I x R2 UAB= UR1 + UR2 UAB= I x RAB EN PARALELO R1 x R2 RAB = ------R1 + R2 U IR1 = ----R1 U


IR2 = ----R2 IAB= IR1 + IR2 U IAB = ----RAB

TEOREMA DE REDES SUPERPOSICIÓN Y LINEALIDAD Linealidad En un circuito lineal, la señal de salida es proporcional a la de entrada Este principio se puede aplicar directamente en circuitos en forma de escaleras alimentados por una única fuente situada al principio del circuito.

Suponemos la señal de salida de valor unitario (1A). Obtendremos el valor de la señal de entrada para el valor de salida unidad elegido. Definimos el valor de la constante K (las soluciones se obtienen multiplicando por K).


Superposición Para un circuito alimentado por varias fuentes de alimentación la señal de salida se puede obtener como suma de varias señales, es decir como suma de las señales de varios circuitos. Cada uno de estos circuitos, tendrá todas las fuentes pasivizadas excepto una. Para pasivizar las fuentes de tensión se cortocircuitan y las de corriente se dejan a circuito abierto. Ejemplo: En el circuito de la figura, calcúlese el valor de la corriente I

TEOREMA DE THEVENIN El circuito equivalente de un circuito activo entre dos cualesquiera de sus puntos, constará, según Thevenin, de una fuente de tensión y una impedancia en serie con la fuente, conectados entre los puntos mencionados.

Cuando en el circuito haya fuentes dependientes, se coloca cualquier tensión entre los bornes del dipolo, se determina la i(t) entre A y B, y posteriormente se obtiene el valor de ZTH(D) con la expresión corriente TEOREMA DE NORTON El circuito equivalente de un dipolo activo (circuito eléctrico con dos bornes accesibles), según Norton, consta de una fuente de corriente ideal y una admitancia en paralelo con esta.


Al aplicar los teoremas de Norton y Thevenin a un mismo dipolo, los dos circuitos que se obtienen serรกn equivalentes

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