Origen de la electricidad
Mucho antes que la identificáramos ya existía la corriente eléctrica, ella cae del cielo como descargas eléctricas.
Benjamín Franklin científico experimentó con una cometa el poder de la electricidad. Hoy se realizan experimentos para simular los rayos cuyas corrientes eléctricas alcanzan valores de aproximadamente 50.000 Amperios y cerca de 15000 Grados centígrados 6 veces más caliente que la superficie del sol.1
La electricidad es el flujo de electrones a través de un elemento, ese elemento puede ser el cuerpo humano lo cual puede causar distintos daños según el valor de la corriente. Para que la corriente eléctrica fluya lo mejor posible se utilizan materiales conductores como el COBRE, LA PLATA, EL ALUMNIO, ETC.
La aurora boreal es el resultado de Corrientes eléctricas de alta energía que son provenientes del sol y quedan atrapadas en el campo magnético de la tierra.
Históricamente el uso de la electricidad viene desde tiempos remotos.
Hombre Primitivo: Con el descubrimiento del Fuego, encontró un elemento de control sobre sus demás coterráneos, así podía mostrar fuerza y dominar.
Tiempo mas adelante adquirió el control del caballo, lo que le daría más fuerza y más poder. Después de la domesticación del caballo, el paso siguiente fue encontrar la rueda. Al mismo tiempo se desarrollaron otros medios de transporte como las pequeñas embarcaciones y para transporte masivo entre ellos, el primer desarrollo fue el barco de vela.
Muchos años más tarde, el transporte fluvial se desarrollo con el invento del vapor como elemento de tracción.
Potencia de vapor: Fue James Watt (escocés) en 1765 quien desarrollo la primera máquina a vapor que para ello también usó: la caldera, cilindro y pistón y el condensador. Así le da un impulso definitivo a una revolución industrial.
Máquinas: El primer uso de la máquina a vapor fue para bombas de agua en las minas de carbón en Inglaterra. La máquina de vapor fue la clave del crecimiento industrial y su uso se difundió por todo el mundo.
Turbina: a finales del siglo XIX se desarrollo la turbina a vapor, un chorro de vapor que mueve la Pala de la turbina. Ese movimiento es energía. Este método todavía se usa.
Motor de combustión Interna: La energía del vapor fue usada hasta la aparición del motor de combustión. Éste motor se hizo popular por su menor tamaño, ideal para el desarrollo de vehículos, aviones, etc, y los primeros motores prácticos de combustión interna se produjeron hacia 1878. Los vehículos eran alemanes.
Hoy en día, el desarrollo de la potencia eléctrica se da a todo nivel. Investigaciones para mejorar el uso de las fuentes alternas de energía, y el constante desarrollo o la innovación de las máquinas basadas en energías convencionales, hacen de este campo un verdadero semillero de investigación y desarrollo, en el cual todavía queda mucho por descubrir.
Simbologia eléctrica y sistema de unidades
Para un conocimiento de la energía y la electricidad, es necesario realizar algunas observaciones que son ligadas a propiedades físicas que son medidas técnicamente de alguna manera con alguna unidad de mediad que sea entendida por todos. Es así como utilizamos desde niños, el Sistema Internacional de Unidades. Adoptado por el National Bureau of Standards (oficina nacional de estándares) en 1964, es el sistema de medición más usado. Tiene seis (6) unidades básicas de medición: metro, kilogramo, segundo, ampere, Kelvin y candela.
A finales del siglo XVIII se definió al metro como la diezmillonésima parte de la distancia del polo al Ecuador, pero solo hasta 1983 se definió con mayor exactitud refiriéndola a la distancia que la luz tiene en el vació a muy corta velocidad.
El sistema de unidades usado en Colombia, es el sistema internacional de medidas, MKS (metro kilo-segundo), para las medidas de distancia, peso y tiempo respectivamente. El kilogramo (kg) unidad de masa, se confirmó en 1960 como la masa de un bloque de platino.
El segundo (s) se definió en 1964 con relación a los periodos de transición de átomos de Cs 133. Los prefijos estándares y más usados en libros y documentos de electricidad y electrónica son:
Los símbolos que se usan mas comúnmente para representar todos los elementos dentro de un circuito, los podemos ver en la siguiente figura, cuyos gráficos son tomados del software de simulación WORKBENCH.
Cuando se utilizan éstos elementos y se toman medidas como las vistas anteriormente, entonces se hace necesario utilizar los múltiplos y submúltiplos para expresar las unidades de dichos parámetros.
TABLA 2. UNIDADES – MÚLTIPLOS Y SUBMÚLTIPLOS
TABLA 3. NORMAS Y CONVENCIONES ELÉCTRICAS
En este texto se muestran las tablas de los elementos mas usados en el área eléctrica, y algunos prefijos y sufijos para el manejo de los parámetros eléctricos más importantes. Los siguientes son algunos de ellos.
Cantidad | Unidad | Símbolo | |
Energía | Joule | J | |
Fuerza | Newton | N | |
Potencia | Watt | W | |
Carga eléctrica | Coulomb | C | |
Potencial eléctrico | Volt | V | |
Resistencia eléctrica | Ohm | W | |
Conductancia eléctrica | Siemens | S | |
Capacitancia eléctrica | Farad | F | |
Inductancia eléctrica | Henry | H | |
Frecuencia | Hertz | Hz | |
Flujo magnético | Weber | Wb | |
Densidad de flujo magnético | Tesla | T | |
Generación, transmisión y distribución de la energía eléctrica
El proceso para producir energía eléctrica en Colombia, esta conformado fundamentalmente por centrales hidroeléctricas y Termoeléctricas.
En Colombia la generación hidroeléctrica en Colombia ha sido de renombre mundial. Es así como en los 70´s la prensa (EL PAIS, 11 de Agosto de 1972), hacía mención a una represa vallecaucana que sería en ese entonces la más grande del mundo.
La Energía hidroeléctrica se produce a partir del aprovechamiento de los ríos. Ver figura 1. El agua se almacena en las represas (lo que le aporta una Energía Potencial: Ep), y se conduce por ductos (adquiriendo una Energía Cinética:Ec ), hacia la central generadora (casa de máquinas).
Patio de conexiones: Transformador, Interruptor, Seccionador, Pararrayos, Barraje
FIGURA 2. ESQUEMA DE UNA CENTRAL HIDROELÉCTRICA
En la central, el agua choca con la Turbina y la hace girar natural y forzadamente. La turbina esta mecánicamente acoplada o unida al generador eléctrico que transforma esa fuerza en energía eléctrica.
El generador transforma energía mecánica en eléctrica, esta energía la produce por la rotación de un grupo de bobinas (arrollamientos), dentro de un campo magnético. Esa rotación es debida al agua que golpea el sistema turbina-generador.
Una vez exista un voltaje en el generador eléctrico, se lleva a través de conductores (cables o láminas), hasta un transformador eléctrico, encargado de aumentar el voltaje a un nivel superior para unir al central al sistema de trasmisión nacional o de interconexión y que pueda ser transportado por las torres de energía.
Por razones de tipo técnico-económico, la tensión de los generadores de las centrales eléctricas es baja, por ejemplo 2.400V ó 6.000V y resultaría muy costoso transportarla a este nivel hasta los consumidores finales. Para transportar o transmitir la energía, es necesario elevar el nivel de tensión de 2.400V ó 6.000V a un muy alto nivel para una transmisión más económica. Esta instalación se denomina Estación Transformadora Primaria, luego ha de disponerse de una Estación Distribuidora conectada con la anterior.
Las otras grandes plantas de generación del país son termoeléctricas.
FIGURA 4. TERMOYUMBO.
Tomado de centrales de generación del sistema EPSA. Empresa de energía del Pacífico EPSA. Colombia
En una térmica, se calienta agua y el vapor que se produce se emplea para mover las máquinas generadores de energía.
El último desarrollo en centros de generación eléctrica en Colombia es la Central Cólica ubicada en la Guajira, Jepirachi. En este punto las Empresas Públicas de Medellín, desarrollaron además de la investigación previa para el primer punto de desarrollo de generación cólica, un convenio con la comunidad para el intercambio de beneficios, realizando obras civiles que los beneficiaran.
FIGURA 6. JEPIRACHI.
Primera Central de Generación Eólica de Colombia
En Colombia existe una gran cantidad de centrales generadoras, debido a la topografía, nuestro país es predominantemente generador hidroeléctrico.
Por razones de tipo técnico-económico, la tensión de los generadores de las centrales eléctricas es baja, por ejemplo 2.400V ó 6.000V y resultaría muy costoso transportarla a este nivel hasta los consumidores finales. Para transportar o transmitir la energía, es necesario elevar el nivel de tensión de 2.400V o 6.000V a un muy alto nivel para una transmisión más económica (En Colombia 115KV y 220KV). Esta instalación se denomina Estación Transformadora Primaria, luego ha de disponerse de una Estación Distribuidora conectada con la anterior. Un esquema básico se puede ver a continuación.
tomado de: http://www.monografias.com/trabajos13/genytran/genytran
Las líneas de transmisión a muy alta tensión conducen la energía eléctrica hasta el punto de suministro, donde las estaciones transformadoras secundarias o subestaciones transformadoras rebajan el voltaje o tensión media de 6 KV en algunos casos y finalmente para ser usada en instalaciones industriales, alumbrado y fuerza motriz de una industria se instalan casetas transformadoras, o estaciones transformadoras terciarias o subestaciones en poste para niveles de 380 voltios hacia abajo. Un completo listado de las empresas generadoras, trasmisoras, distribuidoras y comercializadoras de la energía eléctrica puede ser consultado en la página web de la COMISIÓN DE REGULACIÓN DE ENERGIA Y GAS REG. www.creg.gov.co
FIGURA 7. ZONAS ENERGIZADAS EN COLOMBIA (fuente www.isa.com.co)
En COLOMBIA existe un único sistema interconectado con redes que enlazan las plantas de generación con los centros de carga de la región andina, litorales Atlántico y Pacífico y parte de los Llanos Orientales, éste sistema esta configurado en Anillo. La demanda del resto del país es atendida con generación local y es apenas superior al 1% de la demanda total. En lo ANEXO 2, podrá visualizar un esquema del sistema en anillo de interconexión de nuestro país. Ese gráfico le explica muy sencillamente como se une el sistema de transmisión.
La figura 6, muestra las zonas de mayor influencia de la energía eléctrica en el país. Estas zonas son las de mayor concentración de población luego exigen mayor cobertura en energía eléctrica
En el anexo 1, se pude apreciar un listado completo de las electrificadoras colombianas.
Clasificación de las estaciones de transformación y distribución
Luego de la generación, el sistema de distribución posee un gran numero de centrales y subcentrales o subestaciones eléctricas, las cuales su clasificación depende de la función que cumple dentro del sistema eléctrico correspondiente.
Subcentrales: Equipo o conjunto de aparatos de transformación y distribución instalados en un edificio o al aire libre y destinados a transformar la tensión de una o varias centrales eléctricas en la tensión de transporte y a distribuir la energía. La mayoría son elevadoras.
Estaciones de Interconexión: Su función es conectar eficazmente las líneas de transmisión de alta tensión, y lo hacen directamente si las líneas tienen diferente nivel de voltaje la conexión se realiza por medio de transformadores de potencia elevadora o reductores de tensión.
Subestaciones o estaciones principales: Se alimentan del nivel de alto voltaje y realizan una transformación intermedia para el sistema eléctrico a través del lado secundario de los transformadores.
Estaciones de distribución o estaciones de seccionamiento: Son estaciones de paso, no hay transformación de energía hasta los puntos de consumo, se distribuye al mismo nivel de tensión pero a muchos más puntos que la alimentación.
Casetas transformadoras o cabinas transformadoras: Son los últimos puntos de transformación, antes de llegar al usuario con el nivel de voltaje necesario para los aparatos. Por ejemplo 110 y 220 para residencial. 110, 220, 440, etc. Industrial.
Por la forma de montaje las estaciones transformadoras y de distribución pueden ser:
èEstaciones Interiores: Si los elementos están instalados en el interior de edificios apropiados.
èEstaciones Exteriores o a intemperie: Si los elementos* que conforman la estación son al aire libre, visibles, en un patio.
* Transformadores, interruptores, etc.
NOTA: Estos nombres no son los más usuales y se tiende a generalizarlas como subestaciones a todas.
TENSIONES NOMINALES Y TENSIONES DE SERVICIO
El voltaje no permanece constante, sino que varía de acuerdo al funcionamiento del sistema y debe mantenerse en unos límites que no ocasione daños en los equipos del consumidor o usuario; y que no perjudique el aislamiento de los equipos.
Por esto los equipos existentes en una estación se construyen para una determinada Tensión Nominal y para una Tensión Máxima de Servicio.
TENSIÓN NOMINAL: Es la tensión o voltaje que debe existir en el toma del usuario y que consta en los contratos de suministro, (por ejemplo en algunos grandes consumidores en el Valle del Cauca debe entregárseles 13200 voltios).
TENSIÓN DE SERVICIO: Es el valor en voltios realmente existente en dicho punto en un instante cualquiera.
Para efectos de los aparatos y elementos de las instalaciones, la tensión de servicio no debe ser mayor que el 10% de la tensión nominal.
v FRECUENCIA DE SERVICIO: Entendiendo al frecuencia eléctrica como un parámetro de la señal de corriente alterna A.C. el cual esta regularizado en Colombia en 60 Hertz (también puede expresarse en ciclos por segundo).
En un principio los constructores de transformadores preferían frecuencias altas para conseguir menores pérdidas en el hierro y por lo tanto mejor rendimiento; por el contrario los diseñadores y constructores de máquinas eléctricas rotativos preferían las frecuencias bajas que eso significaba menores velocidades rotóricas, y por lo tanto, menores esfuerzos mecánicos. Después se entendió que era necesario unificar y estandarizar y Europa unificó a 50 Hz y Estados Unidos a 60Hz.
CONEXIONES DE LAS ESTACIONES DE TRANSFORMACIÓN Y DISTRIBUCIÓN
La ubicación de una estación de transformación requiere de un estudio el cual determinará el sitio más cómodo, para conseguir el combustible. Por ejemplo: la termoeléctrica es preferible cerca a yacimientos de carbón.
Su ubicación, debe permitir el fácil acceso de los materiales y equipos con que se realizará el montaje de la central. Además de la economía en instalación y mantenimiento.
De todos modos sea cual sea el montaje realizado, una estación de distribución debe contar con:
! Circuitos principales
! Circuitos secundarios
Los principales son los circuitos que se usan para distribución y transformación de la corriente eléctrica que va hacia los usuarios.
Los circuitos auxiliares son las instalaciones que alimentan la planta o central generadora, se usan
para el alumbrado, tomas, tablero de mando, medición y aviso.
CONEXIONES DE LOS CIRCUITOS PRINCIPALES
Los siguientes diagramas unifilares son muy útiles para los ingenieros, y de gran ayuda para todo aquel que deseé conocer más del proceso de transformación y distribución eléctrica.
JUEGO DE BARRAS SENCILLO
Es el más económico, se usa en el sistema de pequeña potencia y donde se admiten cortes de energía frecuentemente.
Ventajas:
Instalación simple y maniobra sencilla.
Costo mínimo.
Desventajas:
Una avería en la barra produce corte de energía.
El mantenimiento de un disyuntor elimina del servicio la salida correspondiente.
Ver figura 3.
También existen las siguientes configuraciones:
BARRAS DIVIDIDAS
BARRAS SENCILLAS CON SECCIONADOR EN DERIVACIÓN
JUEGO DE BARRAS DOBLES
JUEGO DE BARRAS DOBLES CON DISYUNTORES DOBLES
DISYUNTOR Y MEDIO
JUEGO DE BARRAS PRINCIPALES Y BARRAS DE TRANSFERENCIA
Mantenimiento y Reparación: En cualquier interruptor sin dejar fuera de servicio ninguna línea.
Pero: El sistema queda fuera de servicio cuando falla la barra principal.
FIGURA 8.
JUEGO DE BARRAS PRINCIPALES Y BARRAS DE TRANSFERENCIA
JUEGO DE BARRAS EN ANILLO
FIGURA 8
Sistemas de distribución
Una vez llega la energía a las ciudades habiendo pasado el proceso de Generación y transmisión, el voltaje llega a niveles más bajos (En Cali es normalizado: 34.5 KV y 13.2 KV). Esto se esquematiza a continuación.
Los sistemas que a continuación se describen, son los más usados y se pueden clasificar en :
SISTEMA TRIFÁSICO DE TRES HILOS (Conexión Triángulo)
SISTEMA MONOFÁSICO TRIFILAR CON NEUTRO
El lector pudo haber encontrado una relación entre los sistemas de distribución descritos y los sistemas trifásicos de conexión de transformadores, motores y generadores.
Acometidas residenciales
Luego de que la energía es distribuida por diferentes zonas o cerca de los sectores residenciales, se utilizan las ACOMETIDAS, para llevar la energía eléctrica a cada hogar.
DEFINICIÓN
Se denomina acometida a la derivación que va desde la red de distribución o desde la fuente de energía eléctrica, hasta el predio del consumidor y que termina en el contador, siendo este, el punto de entrega de la energía eléctrica al usuario.
PARTES DE UNA ACOMETIDA
ACOMETIDAS SEGÚN EL SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN
Las acometidas, según el sistema de la red de distribución se pueden clasificar de la siguiente manera:
6.3.1 MONOFÁSICA DE DOS HILOS (bifilar)
FINALMENTE, la energía se distribuye internamente en los hogares y llega a ser utilizada en cada tomacorriente de 110 voltios (valor normalizado para Colombia).
FIGURA 19. TOMACORRIENTE Fuente: isa.com.co
Para complementar este documento se recomienda visitar Internet en:
Http://www.isa.com.co/Didactico/maginaenergia/index.html
Allí se encuentra una presentación virtual de todo el proceso desde la Generación, pasando por la transmisión, y finalmente distribución al usuario final.
Naturaleza de la corriente eléctrica: la teoría electrónica
Toda la materia está formada por átomos, que desde luego son infinitamente pequeños. El propio átomo está formado por electrones, protones y neutrones. El número y arreglo de estas partículas determina el tipo de átomo: hidrógeno, oxígeno, carbón, hierro, plomo, cobre o cualquier otro elemento.
El peso, color, densidad y demás características de un elemento están determinadas por la estructura del átomo.
Por ejemplo los electrones de un átomo de cobre son iguales a los electrones de cualquier otro elemento.
Cuando se conecta una fuente de energía a un circuito eléctrico, la fuente atrae los electrones del extremo del conductor conectado a la fuente. CUALES? Pues los que pertenecen al material conductor (cobre, plata aluminio, todos están formados por átomos y estos por electrones).
Un minuto antes de conectar el conductor y la fuente, se puede afirmar que:
La fuente tiene su carga almacenada (en reposo)
El conductor eléctrico (Cu, Ag, Al), está compuesto de átomos y este de electrones (e-, carga eléctrica negativa)
La figura 18 nos muestra un conductor eléctrico de mayor tamaño que el resto del alambre o cable.
Particularizando en la sección circunscrita y maximizando su tamaño, se puede apreciar ago así:
– El conductor está compuesto de átomos y éste a su vez de electrones en su ultima capa (valencia), luego son los más fáciles de remover.
¿QUÉ VA A SUCEDER CUANDO SE UNA ESE ÁTOMO CON UN ELECTRON DE VALENCIA, CON EL TERMINAL POSITIVO DE LA FUENTE?
El positivo atrae el negativo, la fuente que tiene muchas cargas positivas atrae ese último electrón (de valencia), creando un " HUECO ", en ese último átomo.
El átomo que es eléctricamente neutro debe equilibrarse, y "ROBA", el electrón de valencia de su vecino, (movimiento de electrones), generándole un hueco al vecino. (MOVIMIENTO DE HUECOS).
Ese movimiento de cargas o de huecos es llamado "Corriente eléctrica".
PREGUNTA:
¿ QUÉ RELACIONES SE PUEDEN ESTABLECER ENTRE LA CORRIENTE ELÉCTRICA, EL CALOR Y LA LUZ ?
7.1 UNIDADES DE MEDICIÓN ELÉCTRICA
Hay tres unidades básicas de medición eléctrica:
1. El Flujo de electrones que se mide en amperios.
i = dq
dt
2. La Fuerza o presión que provoca el flujo de electrones que se mide en voltios.
3. La Resistencia al flujo de los electrones, medible en ohms.
7.1.1. CARGA ELÉCTRICA. CORRIENTE ELÉCTRICA
El amperio es la unidad de medición de la corriente eléctrica, o sea, el número de electrones que fluyen por un punto en un tiempo dado .
1 coulomb = 6.24 *108electrones.
La unidad como ya se definió antes, es el amperio2. Que corresponde a una carga eléctrica que se mueve con una rapidez de un coulomb por segundo. (1 c/s).
A lo largo del estudio de la energía y la electricidad se apreciarán distintos tipos de corriente eléctrica, sus curvas se pueden ver en las siguientes figuras. Allí se analiza en un plano cartesiano la corriente eléctrica en función del tiempo.
Finalmente podemos agregar que para medir la corriente eléctrica en un elemento se utiliza un AMPERÍMETRO y se coloca en serie al elemento.
Finalmente podemos agregar que para medir la corriente eléctrica en un elemento se utiliza un AMPERÍMETRO y se coloca en serie al elemento.
7.1.2 VOLTAJE
El voltio es la medición de la presión eléctrica o de la diferencia de potencial eléctrico que genera el flujo de electrones dentro de un circuito eléctrico o electrónico. Se puede comparar el voltaje con la presión que impone el agua en un tanque elevado a una tubería colocada a nivel de la calle. A mayor presión del agua, más rápido será el flujo del agua hacia una tubería que esté abajo. En forma análoga, un voltaje mayor tiende a provocar un mayor flujo de electrones. Entonces existe una fuerza que realiza un TRABAJO para mover los electrones.
El trabajo se mide en Joules. El Voltaje en voltios.
2 A. M. AMPERE. Físico francés de principios del siglo XIX. Es recomendable tratar la biografía de éste y los demás científicos en clase.
1 Joule por coulomb = 1 Newton* metro /coulomb
Para análisis de circuitos también se hablará de TENSIÓN o DIFERENCIA DE POTENCIAL. (fem)
EL voltaje se mide en los dos terminales de un elemento con el instrumento llamado VOLTÍMETRO.
El voltaje se especifica con dos signos en los extremos del elemento, uno positivo y el otro negativo, a lo que se denomina POLARIDAD.
OHM Y LA RESISTENCIA ELÉCTRICA
El ohm es la unidad de resistencia eléctrica. Cada elemento presenta cierta oposición al movimiento de electrones a través de él. Los aislantes como la porcelana, aceites, mica, vidrio y demás presentan mucha resistencia al flujo de los electrones. Por el contrario, los conductores, tales como el cobre, aluminio, plata, etc, presentan muy poca resistencia al flujo de los electrones de ahí su nombre de "conductores". Aunque los conductores permiten rápidamente el flujo de la corriente eléctrica, tienden a poner cierta resistencia. La tubería de agua es un ejemplo: se puede ver esta resistencia como el rozamiento superficial de las paredes del tubo, las costras y la oxidación en el mismo. Una forma de reducir la resistencia es usando, eléctricamente, un alambre de mayor diámetro, o un tubo mayor.
En el siguiente capitulo se estudiará profundamente todo lo relacionado con la resistencia eléctrica.
POTENCIA ELÉCTRICA
Podemos definir Potencia entre dos terminales como el producto de voltaje por corriente eléctrica. Su unidad es el vatio (W), cuya expresión matemática es:
La energía se mide en JOULE , J = W / s
La energía se expresa en vatios hora, y es lo que la empresa de energía eléctrica cobra a los usuarios del servicio a través del CONTADOR DE ENERGÍA, ubicado a la entrada de nuestras casas.
FIGURA 26. CONTADOR DE ENERGÍA
Medición de voltaje corriente y potencia
Los principales parámetros medibles en electricidad son la corriente, el voltaje, la resistencia eléctrica y la potencia.
A continuación se observa una relación de dichos parámetros con sus unidades de medida.
Parámetro | Unidad | Medidor |
CORRIENTE ELÉCTRICA | AMPERIOS | AMPERÍMETRO |
VOLTAJE | VOLTIOS | VOLTÍMETRO |
RESISTENCIA ELECTRICA | OHMIOS | OHMÍMETRO |
POTENCIA | VATIOS | VATÍMETRO |
CONEXIÓN DE ELEMENTOS DE MEDICIÓN
Los AMPERÍMETROS se conectan en serie al elemento. Los VOLTÍMETROS, se conectan en paralelo al elemento.
Algunas imágenes de medidores típicos son mostradas a continuación.
Resistencia eléctrica
Consideremos un trozo de cualquier material como el cobre, aluminio, etc. éste se ve representado en la siguiente figura. Al interior de él existen sus partículas moleculares y atómicas. Éstas ofrecen una pequeña oposición al paso de otros nuevos electrones por el trozo del material, ofreciendo un valor de resistencia (R).
FIGURA 29. ÁTOMOS CRUZANDO ELEMENTO
La resistencia de un elemento mide la forma como dicho
elemento se opone al paso de los electrones. La resistencia es entonces, la propiedad de un elemento para oponerse al paso de la Corriente eléctrica.
Ese paso de electrones produce incontables choques entre los electrones de las corrientes y los átomos que componen el conductor. Estos choques se traducen en resistencia y hacen que se caliente el conductor.
DIFERENCIA ENTRE RESISTOR Y RESISTENCIA
FIGURA 31. RESISTOR PARA HORNO
Ese elemento que utilizamos a diario para el calentamiento de nuestros alimentos, no es una resistencia común, ésta es llamada RESISTOR.
REPRESENTACIÓN DE UNA RESISTENCIA
TABLA 4. RESISTIVIDADES
Fuente: Resistencia Eléctrica. SENA FAD VALLE. Educación abierta y a distancia.1993
Según la tabla 6, se define que el mejor conductor a 20° C es la plata ya que su resistividad tiene el menor número. En la siguiente formula se define la resistencia como la relación entre resistividad específica, longitud del conductor y la sección (área) del mismo.
L se expresa en metros
S: la sección o área en milímetros cuadrados mm2
VALOR DE UNA RESISTENCIA
Físicamente las resistencias usadas en los equipos eléctricos y electrónicos, se identifican de acuerdo a los colores de su parte externa. APRA ello se utiliza el código internacional de colores.
TABLA 5. CODIGO INTERNACIONAL DE COLORES
(resistencias y condensadores)
CONEXIÓN DE RESISTENCIAS EN SERIE, PARALELO Y MIXTO
En un circuito eléctrico, las resistencias se pueden conectar en serie, en paralelo o en un circuito mixto.
En una agrupación de resistencias, es de gran ayuda para la solución del circuito, encontrar la resistencia equivalente REq. Más adelante se hallará la resistencia equivalente para cada una de las conexiones de circuitos aquí descritas.
CIRCUITO SERIE O RESISTENCIAS EN SERIE
Las resistencias están en serie cuando:
Están conectadas una después de la otra.
Según ésta conexión, la corriente eléctrica tiene un solo camino, por eso la corriente es la misma en todo el circuito.
FIGURA 32. Resistencias en serie
CIRCUITO MIXTO
Los elementos conectados en circuito mixto, están en serie y en paralelo, TODO EN UN SÓLO CIRCUITO. Ver figura.
FIGURA 34. CIRCUITO MIXTO
Para hallar la resistencia equivalente de un circuito mixto se recomienda, resolver el circuito de izquierda a derecha del lector, de ésta manera empezaríamos a resolver el ejemplo de la figura 27, sumando en serie 1K W + 500 W + 1K ?.
Luego se procede a dibujar el circuito resultante y sumar la resistencia equivalente en paralelo con 1K ?.
Capacitancia
EL CONDENSADOR, es un elemento almacenador de energía, de gran aplicación en electrónica. Almacena energía entre el campo eléctrico generado entre sus placas. La propiedad de almacenar energía de un elemento se conoce como Capacitancia.
En este capitulo se identificarán los diferentes tipos de bobinas y condensadores. También se definirá su principio de funcionamiento así como las aplicaciones básicas de éstos dos elementos.
ASOCIACIÓN DE CONDENSADORES
Bobina
Es un elemento que al igual del condensador, almacena energía por un tiempo determinado, pero en este caso lo hace en su campo magnético.
11.1 INDUCTANCIA
Es una propiedad intrínseca de la bobina. Es la oposición al cambio brusco de corriente en una bobina, y su valor se expresa en HENRIOS (H).
FIGURA 41.
ARROLLAMIENTO O BOBINA Y SU REPRESENTACIÓN CIRCUITAL
11.2 INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA
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