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Principios de la electricidad




Enviado por Pablo Turmero



Partes: 1, 2

  1. La
    corriente eléctrica
  2. Inducción
    electromagnética
  3. El
    circuito eléctrico básico
  4. Generadores
  5. Receptores: efectos de la corriente
    eléctrica
  6. Elementos de control
  7. Esquemas eléctricos
  8. Análisis de circuitos
  9. Magnitudes eléctricas básicas:
    tensión intensidad y resistencia de un circuito
    eléctrico
  10. La
    Ley de Ohm
  11. Circuitos serie paralelo y
    mixto
  12. Medida de magnitudes eléctricas
    básicas: resistencia, tensión e
    intensidad
  13. Energía y potencia
    eléctrica
  14. El
    recibo de la luz
  15. El
    rele o contactor
  16. Ventajas de elevar la tensión en las
    líneas de distribución de la corriente
    eléctrica
  17. El
    transformador

La corriente
eléctrica

(PÁG. 62 ANAYA)

¿Qué es la corriente eléctrica?
Es la circulación ordenada de electrones.

Sentido de la corriente eléctrica (va de + a
– es decir de donde hay más electrones a donde hay
menos).

Esta causa está provocada por la acción de
un generador. Cuando un generador se conecta a los terminales de
un circuito eléctrico (cables metálicos), lo que
hace es "robar" electrones del metal que está conectado en
el terminal negativo y los lleva hasta el su terminal positivo
(el del generador). Estos nuevos electrones colocados en
ése terminal positivo, repelen a los que ya estaban
ahí, provocando que circulen por el circuito exterior, en
busca de los huecos que se están provocando en el
conductor conectado al borne negativo del generador. De esta
manera, se produce la corriente eléctrica.

Inducción
electromagnética

La inducción elétromagnética es la
forma más común de generar corriente
eléctrica. En este fenómeno están basadas
las dinamos y los alternadores, con los que producimos toda la
corriente eléctrica que viene nuestras casas y a las
fábricas.

La INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA consiste en
que cuando movemos una varilla de material conductor de la
electricidad (metal) bajo la influencia de un campo
magnético como el creado por un imán, en la varilla
metálica se "induce" o se genera una corriente
eléctrica que puede ser aprovechada para hacer funcionar
un receptor.

El circuito
eléctrico básico

Está compuesto por un generador, conductores,
receptores, elementos de control y elementos de
protección.

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Generadores

(PÁG. 63-64 ANAYA).

Son los encargados de mantener el movimiento de
electrones por el circuito.

Se puede generar electricidad :

  • POR INDUCCIÓN
    MAGNÉTICA:

A partir del movimiento relativo entre un
imán y una bobina. (pág. 64 Anaya). Ej.: Dinamos y
alternadores

  • MEDIANTE REACCIONES
    QUÍMICAS

Existen algunas reacciones químicas que liberan
electrones como en las pilas y baterías.

Algunos materiales especiales generan corriente
eléctrica cuando la luz incide sobre ellos. Como las
células solares fotovoltaicas de algunos relojes y
calculadoras.

  • POR CALENTAMIENTO (TERMISTORES).

Existen materiales especiales que cuando se calientan
pueden producir una corriente eléctrica. Como los pilotos
de los calentadores y calderas de gas.

Algunos materiales pueden producir corriente
eléctrica cuando se presiona sobre ellos. Como en los
mecheros.

Receptores:
efectos de la corriente eléctrica

Los receptores son elementos eléctricos que
producen un cierto efecto cuando la corriente pasa a su
través:

  • EFECTO TÉRMICO:

Cuando una corriente eléctrica atraviesa un hilo
conductor, el "roce" de los electrones entre sí provoca un
calentamiento de ése hilo. Ejemplo resistencias de
braseros, filamentos de bombillas…

  • EFECTO LUMINOSO:

Pueden ser debidas a descargas eléctricas, como
en los tubos fluorescentes. También puede ser un efecto
derivado del efecto térmico, como consecuencia del
calentamiento hasta la incandescencia (al rojo vivo) de un
conductor, debido al paso de una corriente eléctrica
intensa por su interior. Esto es lo que ocurre en las bombillas.
Ejemplos: tubos fluorescentes y lámparas de incandescencia
(bombillas).

  • EFECTO MAGNÉTICO:

Cuando la corriente eléctrica atraviesa un hilo
conductor, además de generarse calor, se produce un campo
magnético alrededor del hilo. Si en vez de un hilo
conductor tenemos una bobina de hilo conductor, esta se convierte
en un imán. Ej.: Electroimanes,
electroválvulas…

  • EFECTO MOTRIZ:

Es derivado del efecto magnético. Un
electroimán pueda interaccionar con otros electroimanes u
otros imanes que están cerca. No necesariamente tienen que
tocarse. Los polos magnéticos iguales se repelen y polos
de distinto signo se atraen. Estas fuerzas de atracción y
repulsión pueden provocar movimiento. En esto se basa el
motor eléctrico. Ejemplos: motores
eléctricos.

  • EFECTO QUÍMICO:

En las baterías y pilas recargables se produce
una reacción química al paso de la corriente
eléctrica por las disoluciones que contienen que
posteriormente, al ser reversible, da lugar a una corriente
eléctrica como la que la produjo. También se
producen efectos químicos en los procesos de
electrólisis que sirven para dar baños de oro o
plata a ciertos metales. Muy utilizados en joyería.
Ejemplos baterías y pilas, baños
metálicos.

Elementos de
control

Sirven para controlar el paso de la corriente
eléctrica, son: Interruptores, pulsadores, conmutadores,
relés).

  • CONDUCTORES:

Sirven para crear un camino fácil para la
corriente eléctrica. Pueden estar aislados o
desnudos.

  • ELEMENTOS AISLANTES Y CONDUCTORES

Los aislantes son materiales que no permiten el
paso de la corriente eléctrica. Este comportamiento es
debido a que todos los electrones de los átomos
están fuertemente ligados a los núcleos, lo que les
impide desplazarse por el material. Son aislantes
eléctricos, los materiales como la madera,
plástico, vidrio, porcelana, papel, tela.

Los conductores son materiales que permiten con
cierta facilidad el paso de la corriente eléctrica, ya que
no se oponen a que algunos de sus electrones se desplacen por
él. Los mejores conductores son, en general, los metales:
oro, plata, cobre, aluminio, etc. Estos dos últimos se
utilizan habitualmente para fabricar conductores. Son aislantes
todos los metales como el oro, plata, cobre, aluminio, hierro,
plomo, etc, y la tierra, y el agua salada.

  • ELEMENTOS DE PROTECCIÓN:

Son elementos que abren el circuito (lo interrumpen)
cuando se producen fallos eléctricos en las instalaciones.
De esta forma protegen a las instalaciones y a nosotros de esos
fallos. Son: fusibles, interruptores automáticos,
diferenciales.

ACTIVIDADES 1

1.- Haz una lista de electrodomésticos y
herramientas eléctricas de las que tienes en casa y
clasifícalos según el efecto que creas que producen
y que hemos estudiado anteriormente.

2.- Cual es el componente eléctrico interno que
hace funcionar a los electrodomésticos del ejercicio
anterior.

Esquemas
eléctricos

Las instalaciones eléctricas que se realizan
actualmente, pueden llegar a ser muy complejas, con un gran
número de cables, receptores, interruptores…. Por ello
para dibujarlas en los planos debemos respetar algunas normas
para que el dibujo sea lo más claro posible.

Los esquemas son las representaciones que hacemos
sobre el papel de nuestras instalaciones eléctricas. Y
para realizarlas rápidamente, no dibujamos todos los
aparatos que contienen de forma que se parezcan a la realidad.
Empleamos unos símbolos que los sustituyen.

Los esquemas pueden ser de varios tipos, pero los
más sencillos son los unifilares, en los que se ven todos
los conductores de la instalación.

En el siguiente cuadro tienes la  simbología
eléctrica que se emplea comunmente.

Existen dos normas básicas que debemos respetar
para dibujar esquemas eléctricos:

  • Los conductores se dibujan siempre como
    líneas rectas.

  • Cuando un conductor cambia de dirección,
    normalmente hay que hacerla en ángulo
    recto.

Símbolos eléctricos
más Comunes

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        En la
siguiente figura vemos un ejemplo de un esquema en el cual un
motor y una lámpara son gobernados por dos interruptores.
A su vez se ha intercalado también un interruptor
general.

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Análisis
de circuitos

Para que un circuito funcione, además de tener
todos los componentes necesarios, deben estar conectados formando
un circuito cerrado, es decir, que la corriente eléctrica
debe ser capaz de partir de positivo del generador, atravesar
todos esos componentes y llegar al negativo del generador. Se
dice, que el circuito debe tener continuidad.

EL CORTOCIRCUITO

Se produce un cortocircuito cuando se puentea (se
conecta directamente) el polo positivo del generador con el
negativo, sin ningún receptor o resistencia entre
ambos.

En ése caso cómo el circuito no tiene
resistencia alguna, los electrones pasarán muy
fácilmente de positivo a negativo y por ello
pasarán muchos, por lo que la intensidad de corriente
será muy alta y por tanto también el calentamiento
de los conductores. Como resultado se produce gran cantidad de
calor (chispa o llamarada), que calienta y quema los cables o
aparatos donde ocurre, pudiéndose producir un incendio o
cuando menos el deterioro de los componentes del
circuito.

Para prevenir ése tipo de accidentes se utilizan
los fusibles o interruptores automáticos que abren el
circuito cuando detectan que la intensidad aumenta
peligrosamente.

ACTIVIDADES

1.- Analizar los siguientes circuitos eléctricos,
diciendo cuales funcionan correctamente y cuales no explicando
por que (debes contemplar todas las posibilidades de actuar sobre
los distintos interruptores).

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2.- Dibuja el esquema de un circuito eléctrico
con un conmutador que encienda una bombilla o ponga en
funcionamiento un motor al cambiar de posición. Haz un
esquema del montaje empleando los símbolos
adecuados.

3.- Dibuja los esquemas eléctricos con todo lo
necesario para que funcionen los siguientes
receptores.

  • Una lámpara sola.

  • Un motor.

  • Una resistencia para producir calor.

  • Dos lámparas de forma que se enciendan de
    forma independiente una de la otra.

4. Dibuja un único esquema en el que se conecten
al mismo generador todos los aparatos del ejercicio
anterior.

5.- Manteniendo la disposición que se da de los
elementos eléctricos siguientes, conéctalos
convenientemente de forma que una vez conectado un interruptor
general, todos funcionen correctamente de forma independiente
unos de otros son su propio interruptor. Además todos los
receptores deben estar convenientemente protegidos.

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Magnitudes
eléctricas básicas: tensión intensidad y
resistencia de un circuito eléctrico

(PÁG. 62 Y 100 ANAYA)

  • LA INTENSIDAD (I)

Es el número de electrones que pasan por un punto
determinado de un conductor en un tiempo determinado. Se le llama
Intensidad de la corriente o simplemente corriente, se representa
por "I" y. SU UNIDAD ES EL AMPERIO "A". Un amperio es la
circulación de 6.25×1018 electrones por
segundo.

Es como el caudal de agua que pasa por una
tubería. Recordemos que el caudal son los litros de agua
que pasan por minuto. No es lo mismo que por una tubería
circulen 5 litros en una hora que los hagan en 1
segundo.

También la podemos comparar con la intensidad de
tráfico por una calle. Una calle por la que circulan
muchos coches a la vez, tiene una gran intensidad de
tráfico, y otra por la que circulan pocos coches a la vez
tiene poca intensidad de tráfico. Con los electrones en el
interior de un conductor eléctrico ocurre lo mismo, muchos
electrones pasando a la vez por un punto implica gran intensidad
eléctrica. Si por el contrario el número de
electrones que pasa a la vez por ése punto es
pequeño, la intensidad eléctrica será
también pequeña.

  • LA TENSIÓN O DIFERENCIA DE POTENCIAL
    ELÉCTRICA (V)

Es la diferencia del nivel de carga entre dos puntos
determinados de un circuito eléctrico. Se representa por
"V". SU UNIDAD ES EL VOLTIO (V).

La Diferencia de potencial o tensión, puede
compararse con la diferencia de altitud de un salto de agua,
cuanta más alto sea el lugar desde el que cae el agua,
más "fuerza" o más cantidad de trabajo puede
realizar (más tensión).

  • LA RESISTENCIA (R)

Es la oposición que tienen los materiales al paso
de la corriente eléctrica. Se representa por "R" y SU
UNIDAD ES EL OHMIO (().

Podríamos asemejar la resistencia de un circuito
eléctrico a la dificultad que tiene el agua para circular
por un circuito hidráulico.

Ponemos un último ejemplo. Si colgamos un
bidón de agua a 220 m de altura y le ponemos en su parte
baja una tubería fina, el agua que caerá
será poca. Si colocamos un tubo de mucho diámetro,
el agua que va a caer por él será mayor, al agua le
cuesta menos trabajo salir que en el caso anterior, es decir "ve"
menor resistencia.

Si colocamos una pila de 220 V y entre el + y el
–colocamos un receptor con mucha resistencia, éste
no dejará pasar muchos electrones a la vez (intensidad
pequeña). Pero si ponemos un conductor más grueso
(menor resistencia), dejará pasar más electrones a
la vez (intensidad mayor)

Por tanto la intensidad de corriente es inversamente
proporcional a la resistencia

I = V/R

La Ley de
Ohm

En un circuito eléctrico la intensidad que lo
recorre es inversamente proporcional a la tensión e
inversamente proporcional a la resistencia:

I=V/R

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ACTIVIDADES:

  • 1. Calcula la intensidad de corriente que
    circulará por un calefactor de 80? de resistencia
    sobre el que se establece una diferencia de potencial de 220
    V. R =2.75 A.

  • 2. Calcula la resistencia del filamento de una
    lámpara por la que circula una corriente de intensidad
    0.5 A y que está sometida a una diferencia de
    potencial de 12 V. R =24(. Dibuja el circuito.

  • 3. ¿A qué tensión
    estará sometida una resistencia de 75 ? si consume una
    intensidad de 3 A?

ACTIVIDADES PARA CASA

1.- ¿Que tensión tendrá que
proporcionar un generador eléctrico, para que por una
resistencia de 25 ( conectada a él, pase una intensidad e
20 A.? Dibuja el circuito.

2.- Por el filamento de una lámpara de
incandescencia de 440 ( pasa una intensidad de 0.5 A.
¿Cual es la tensión a la que la estamos
alimentando?. Dibuja el circuito.

3.- ¿Qué valor tiene la resistencia
que calienta el agua de la una lavadora si cuando la alimentamos
a 220 V consume 5 A de intensidad?. Dibuja el
circuito.

4.- En una vivienda alimentada por la red de 220 V hemos
conectado una cocina vitrocerámica que tiene una
resistencia de 10 (. ¿Qué intensidad
consumirá de la red?. Dibuja el circuito.

5.- ¿Qué resistencia tendremos que acoplar
a un circuito eléctrico, cuyo generador proporciona una
tensión de 125 V, si la intensidad que lo tiene que
recorrer va a ser de 10 A?. ¿cuál podría ser
el valor mínimo de ésa resistencia si el fusible
que protege el circuito está calibrado a 15 A?.

6.- Fijándonos en la Ley de Ohm., que rige un
circuito eléctrico

  • a) Si la tensión en bornes (o diferencia
    de potencial) proporcionada por un generador es fija, la
    intensidad de corriente aumenta o disminuye cuando variamos
    el valor de la resistencia conectada a él.
    Explícalo.

  • b) Demuestra que si la intensidad que recorre
    una resistencia aumenta es porque ha aumentado la
    tensión en sus bornes o porque el valor ohmico de
    ésa resistencia ha disminuido.

Circuitos serie
paralelo y mixto

CONEXIÓN EN SERIE: Los elementos de un
circuito eléctrico están conectados en serie cuando
van colocados uno a continuación del otro a lo largo de un
solo conductor, de manera que un electrón que circule por
el circuito tendrá que pasar por todos ellos uno tras
otro. Debido a esta disposición, si se desconecta o
avería cualquiera de los elementos del circuito, se
interrumpe el paso de la corriente a todos los
demás.

CONEXIÓN EN PARALELO: Los elementos de un
circuito eléctrico están conectados en paralelo
cuando están colocados en los diferentes cables que forman
ramificaciones dentro del circuito, de manera que un
electrón de la corriente pasa a través de un
elemento no podrá pasar por ninguno de los otros. En este
tipo de montaje, si uno o varios de los elementos del circuito se
avería o desconecta, la corriente seguirá
circulando por el resto.

  • GENERADORES

  • CONEXIÓN EN SERIE DE
    GENERADORES:

Dos generadores conectados en serie van
conectados uno a continuación del otro. Si conectamos dos
bombas de agua en serie, capaces de elevar un caudal de 1 litro
por segundo de agua a 3 m de altura cada una, la primera eleva el
agua 3 m y la segunda otros 3 por lo tanto elevarán el
agua a 6 metros entre los dos. Pero el caudal de agua no nos
varía, siempre circula 1 litro (se suman las alturas a las
que pueden elevar el agua y se mantiene el caudal)

Haciendo uso del símil hidráulico y
asemejando la altura del nivel del agua con la tensión, en
el caso de dos generadores eléctricos de 3 V cada uno,
entre los dos, conectados en serie, obtendremos 6 V, y la
intensidad que nos pueden suministrar será la
correspondiente a la que tiene un solo generador. La
tensión resultante de ésta conexión es la
suma de las tensiones de todos los
generadores.

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Conclusión: En el montaje de generadores
en serie la ventaja que podemos obtener es que podemos elevar la
tensión del conjunto final respecto de la que
tendría un solo generador.

  • CONEXIÓN EN PARALELO DE
    GENERADORES:

Dos bombas de agua como las anteriores en paralelo nos
elevarán una caudal de 1 litro cada una a 3 m luego a la
salida tememos una presión de 3 m y un caudal de 2
litros

Por tanto cuando conectamos dos generadores iguales
de 3 V en paralelo (se conectan los polos del mismo signo)
nos proporcionan la tensión de uno de ellos pero el
conjunto es capaz de suministrar el doble de intensidad
.
Para que el montaje funcione correctamente, los dos generadores
deben ser iguales (del mismo voltaje). Si se conectan más
generadores, la intensidad resultante puede ser la suma de la que
son capaces de suministrar todos los generadores.

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Conclusión: La ventaja que obtenemos
cuando conectamos varios generadores iguales en paralelo frente a
la que tendría uno solo, es que la intensidad la
proporcionan entre todos. Por tanto cada uno aporta unos pocos
electrones para formar toda la corriente eléctrica, con lo
cual conseguimos que se agoten más lentamente, es decir,
que duren más.

ACTIVIDADES:

1 En el montaje de pilas de la figura, averigua la
intensidad que atraviesa las lámparas indicando sobre el
esquema el sentido de la misma.

A

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B

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C En este esquema averigua la intensidad que cede cada
generador.

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2 Averiguar el n´º de pilas de 1.5 V que es
necesario conectar y como hay que conectarlas para alimentar un
receptor que funciona a 12 V. Dibuja el cirucuito.

  • RECEPTORES

COCEPTO DE RESISTENCIA O RECEPTOR
EQUIVALENTE:

En un circuito eléctrico en el que tenemos varios
receptores conectados a un mismo generador, se llama resistencia
(o receptor) equivalente a otra resistencia que, conectada a
ése mismo generador, consumirá la misma intensidad
que consumen todos esos receptores a la vez y por tanto
PRODUCE EL MISMO EFECTO que el que producen todos los
receptores a la vez.

  • CONEXIÓN DE RESISTENCIAS EN
    SERIE:

Al igual que los generadores los receptores
también pueden ser conectados en serie o paralelo, cuando
tienen que funcionar varios a la vez.

Dos receptores conectados en serie van
conectados uno a continuación del otro. De forma que es la
misma intensidad quien recorre a todos los
receptores.

Ventajas de la conexión de receptores en
serie

Normalmente se emplea solamente en electrónica.
Debido a su escasa utilización en circuitos
eléctricos, podemos decir que sus ventajas son
nulas.

Inconvenientes:

Como los receptores no los tenemos conectados
directamente al generador, la tensión del mismo no llega
directamente a ellos y por tanto no funcionarán
correctamente. Además si uno de los receptores se funde o
se desconecta del circuito, los demás dejan de funcionar
puesto que se interrumpe el paso de corriente
eléctrica.

CALCULO TENSIONES E INTENSIDADES EN EL CIRCUITO CON
RECEPTORES EN SERIE.

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  • CONEXIÓN DE RESISTENCIAS EN
    PARALELO:

Se unen o conectan todas las entradas juntas y todas
las salidas juntas.

La resistencia equivalente del circuito
es
menor que la de una de ellas y la intensidad que
atraviesa cada una de ellas es la misma que la que la
atravesaría si estuviera sola.

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Conclusión:

Como cada receptor está conectado directamente al
generador es como si funcionase solo pues cada uno recibe la
tensión directamente del generador y por tanto
funcionarán correctamente. Además si un de ellos se
funde o se quita del circuito los otros siguen funcionando
normalmente.

La intensidad que absorbe es la misma que si
estuviese solo, pero la intensidad que tiene que suministrar el
generador es la suma de la que absorbe cada uno de
ellas.

It = I1+I2+…+In

ACTIVIDADES

1.-En el siguiente circuito eléctrico
calcula:

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  • A) La resistencia equivalente

  • B) La resistencia equivalente es mayor o menor
    que las que la componen.

  • C) La intensidad que recorre el
    circuito.

  • D) La tensión que cae en cada
    resistencia.

  • E) ¿Crees que la intensidad que recorre
    ambas resistencias es la misma o no?. Razona la
    respuesta.

NOTA: Señala todos los valores de I y de V sobre
el esquema

2.-En el siguiente circuito eléctrico
calcula:

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  • A) La resistencia equivalente

  • B) La intensidad que se absorbe del
    generador.

  • C) La intensidad que absorbe cada
    resistencia.

  • D) ¿Crees que la intensidad que recorre
    ambas resistencias es la misma o no?. Razona la
    respuesta.

NOTA: Señala todos los valores de I y de V sobre
el esquema

3.-En el siguiente circuito eléctrico
calcula:

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La resistencia equivalente

La intensidad que se absorbe del generador.

La intensidad que absorbe cada resistencia.

¿Crees que la intensidad que recorre ambas
resistencias es la misma o no?. Razona la respuesta.

NOTA: Señala todos los valores de I y de V sobre
el esquema

4.- Dibujar un esquema con dos lámparas de 220 V
en serie conectadas a la red de alimentación de 220 y
decir porqué, ésas lámparas no
alumbrarán bien.

5.- Tenemos dos lámparas de 110 V y una
línea de alimentación de 220 V. Como las
conectarías para que funcionasen adecuadamente las dos.
Por supuesto deben poder encenderse y apagarse con un
interruptor. Y si fuesen cuatro lámparas de 55
V.

6.- Tenemos cuatro lámparas de 220 V y una
línea de 220 V Cómo las conectarías para que
funcionasen adecuadamente las dos. Por supuesto deben poder
encenderse y apagarse independientemente una de la otra, con un
interruptor.

7.-En un circuito eléctrico tenemos un generador
de tensión 12 V que alimenta dos resistencias en serie de
16 y 24 (. Dibuja el esquema y calcula:

  • a) La resistencia equivalente

  • b) La intensidad que recorre el
    circuito.

  • c) La tensión que cae en cada
    resistencia.

  • d) ¿Crees que la intensidad que recorre
    ambas resistencias es la misma o no?. Razona la
    respuesta.

NOTA: Señala todos los valores de I y de V sobre
el esquema

8.-En un circuito eléctrico tenemos un generador
de tensión 24 V que alimenta dos resistencias en paralelo
de 16 y 24 (. Dibuja el esquema y calcula:

  • a) La resistencia equivalente

  • b) La intensidad que se absorbe del
    generador.

  • c) La intensidad que absorbe cada
    resistencia.

  • d) ¿Crees que la intensidad que recorre
    ambas resistencias es la misma o no?. Razona la
    respuesta.

NOTA: Señala todos los valores de I y de V sobre
el esquema

Medida de
magnitudes eléctricas básicas: resistencia,
tensión e intensidad

  • MEDIDA DE RESISTENCIA: SE MIDE SIN
    CORRIENTE

Se realiza con el OHMETRO, el cual se conecta en
PARALELO con el elemento al que queramos su resistencia. Ese
elemento debe estar previamente DESCONECTADO del circuito y SIN
CORRIENTE.

  • MEDIDA DE TENSIÓN. SE MIDE CON
    CORRIENTE

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El voltímetro se conecta en paralelo con el
elemento o a los dos puntos entre los que se quiere medir la
tensión , el cual debe estar CONECTADO al circuito y CON
CORRIENTE. Es decir se conectan las puntas del voltímetro
en paralelo con los puntos del circuito donde se quiere medir la
tensión.

  • MEDIDA DE INTENSIDAD. EL AMPERÍMETRO SE
    CONECTA SIN CORRIENTE Y UNA VEZ CONECTADO EL
    AMPERÍMETRO SE MIDE CON CORRIENTE

Se realiza con el AMPERÍMETRO. Primero se
desconecta se deja el circuito sin corriente y se conecta en
SERIE con la parte del circuito por la que se quiere medir la
intensidad, es decir HAY QUE INTERCALAR EN AMPERÍMETRO EN
EL CIRCUITO, en SERIE con el elemento a medir. Una vez conectado
el amperímetro, se vuelve a CONECTAR LA CORRIENTE al
circuito.

El amperímetro tiene muy poca resistencia interna
(del orden de m?) para no afectar al circuito.

Energía y
potencia eléctrica

(PÁG. 63 ANAYA)

La POTENCIA ELÉCTRICA de un receptor
eléctrico se define como la cantidad de trabajo o
energía que es capaz de realizar o proporcionar en un
tiempo deterrminado. Se representa por (P). Y su unidad son los
Watios (W). Su ecuación es:

P= VxI

Donde

"P" potencia en Watios

"V" es la tensión en voltios a que
está sometido el receptor.

"I" es la intensidad en Amperios que
absorbe.

En la medida de potencia es muy utilizado un
múltiplo del Watio que es el Kilowatio el cual es 1 KW =
1000 W.

Potencia total en un circuito
eléctrico.

LA POTENCIA TOTAL EN UN CIRCUITO ELÉCTRICO ES
IGUAL A LA SUMA DE LAS POTENCIAS DE CADA UNO DE LOS RECEPTORES
CONECTADOS A ÉL.

PT= P1+P2+…..+P3

La ENERGÍA es la cantidad de trabajo o
calor capaz de desarrollar por un aparato eléctrico (igual
a la que es capaz de proporcionar + las pérdidas). Se
representa por E y se mide en KWh Si nos fijamos en la
definición de Potencia entonces la energía
será:

E = P.t = V x I x t

Donde como antes:

"V" es la tensión en voltios a que
está sometido el receptor.

"I" es la intensidad en Amperios que
absorbe.

"t" es tiempo total que esta conectado el aparato a
la corriente, en horas.

También aquí es muy utilizado el KWh =
1000 Wh

Energía total en un circuito
eléctrico.

EL CONSUMO TOTAL DE ENERGÍA EN UN CIRCUITO
ELÉCTRICO ES IGUAL A LA SUMA DE TODOS LOS CONSUMOS
ENERGÉTICOS DE LOS APARATOS CONECTADOS A
ÉL.

ET= E1+E2+…..+E3

El recibo de la
luz

(PÁG. 66 EVEREST)

En el recibo de la energía eléctrica que
nos manda la empresa suministradora distinguimos los siguientes
conceptos:

Término de potencia contratada
TP.

Se trata de un concepto por el cual pagamos y que nos
limita el nº de receptores que podemos conectar a la vez en
la vivienda. Si la suma de las potencias de los receptores que
funcionan a la vez supera la potencia contratada, un limitador
llamado ICP (Interruptor de Control de Potencia) que la empresa
suministradora instala en casa, salta y desconecta la
instalación. Para que volver a poner en funcionamiento el
sistema es necesario desconectar la algunos de los receptores
conectados con el fin de que la potencia consumida sea menor que
la contratada y rearmar el ICP.

La potencia que podemos contratar para una vivienda
normal suele estár en función del grado de
electrificación de la vivienda. Existen tres grados de
electrificación que podemos elegir:

Grado de electrificación mínimo con 3300
w

Grado de electrificación medio o de 5500
w.

Grado de electrificación elevado con 8000
w.

El coste de este concepto suele estar alrededor de
1.581887 €/Kw (2007) y consumamos corriente o no lo pagamos
siempre. Junto con el importe a pagar por el alquiler de equipos
de medida e impuestos, constituye el MÍNIMO a pagar del
recibo, utilicemos no nuestra instalación.

Termino de Energía.

Aquí se nos cobra el consumo real de lo que hemos
conectado en casa. Si no conectamos ningún receptor, la
energía consumida será cero y también lo
será éste término. El precio suele ser de
unos 0.089686 € (2007) cada Kwh.

Alquiler de equipos de medida:

La empresa suministradora para rarificarnos la
energía eléctrica, nos obliga a instalar unos
contadores, que ella misma instala, pero que luego nos alquila.
El importe suele ser de 0.54€ al mes.

Impuesto sobre la electricidad.

Debido al que las minas de carbón necesario para
hacer funcionar las centrales eléctricas no son rentables,
es necesario pagar un impuesto para su mantenimiento.
Además el desmantelamiento de las centrales nucleares es
muy caro y también requiere del cobro de otro impuesto. El
importe por mes suele ser de 4,864 % sobre [(T. Pot+T.
Energía) x 1.05113] aproximadamente está entre 1 a
1.5 € al mes.

IVA.

A todas las facturas hay que añadirles un 16 %
del total.

Importe total del recibo:

Es igual a:

IMPORTE BRUTO = TP+TE+Alquiler de equipos de medida +
Impuestos

IMPORTE TOTAL (+ IVA) = IMPORTE BRUTO + 16 % DE
IVA

El rele o
contactor

(PÁG 124 ANAYA)

ACTIVIDADES

  • CIRCUITOS ELÉCTRICOS DE
    APLICACIÓN

Circuito de conexión de lámparas en
paralelo.

Gobernadas por un mismo interruptor.

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Gobernadas por el interruptores distintos.

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Lámpara conmutada

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Circuito de conexión de un motor gobernado por un
interruptor.

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Inversión de giro de un motor
eléctrico.

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Conexión de un motor eléctrico gobernado
mediante un relé.

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Inversión de giro de un motor mediante
relés.

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ACTIVIDADES:

3.- Dibuja un circuito eléctrico con un
conmutador que encienda una bombilla o ponga en funcionamiento un
motor al cambiar de posición. Haz un esquema del montaje
empleando los símbolos adecuados.

4. Observa el circuito de la figura. Si se cierra el
interruptor de éste circuito, qué receptores
funcionan si::

Se funde la bombilla A

Se funde la bombilla B

Se quema el motor.

1.- Dibujar un esquema con dos lámparas de 220 V
en serie conectadas a la red de alimentación de 220 y
decir porqué, ésas lámparas no
alumbrarán bien.

2.- Tenemos dos lámparas de 110 V y una
línea de alimentación de 220 V. Como las
conectarías para que funcionasen adecuadamente las dos.
Por supuesto deben poder encenderse y apagarse con un
interruptor. Y si fuesen cuatro lámparas de 55
V.

3.- Tenemos cuatro lámparas de 220 V y una
línea de 220 V Cómo las conectarías para que
funcionasen adecuadamente las dos. Por supuesto deben poder
encenderse y apagarse independientemente una de la otra, con un
interruptor.

EJERCICIOS: (para clase) EJERCICIOS DE
POTENCIA.

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ACTIVIDADES (para casa) EJERCICIOS DE
POTENCIA

1.- Ejercicio 1 pág 114 Anaya.

2.- Ejercicio 2 " " "

3.- ¿Calcula la energía consumida por una
lámpara de incandescencia sabiendo que por ella circula
una corriente de 0.6 A, entre sus extremos hay un a diferencia de
potencial de 24 V y está conectada durante 15 minutos.
Calcula también la resistencia de su filamento. Dibuja el
esquema.

4.- El sistema de iluminación de un salón
de una vivienda está formado por 12 lámparas de
incandescencia de 60 W. Calcula la energía consumida, en
KWh, si el salón permanece iluminado durante 6 horas.
Dibuja el esquema.

5.- La resistencia interna de un horno doméstico
que funciona a 220 V (tensión doméstica) tiene un
valor de Monografias.com

Calcula:

La intensidad que consume.

La potencia que consume.

La energía consumida en KWh, si está
funcionando durante 45 minutos.

Cuanto cuesta mantenerlo encendido durante ése
tiempo si el precio de 1 Kwh es de 0.1 Euro

6.- Un aula del instituto tiene 18 tubos fluorescentes
de 40 W cada una, en el Instituto hay funcionando actualmente 16
aulas. Si cuando nos vamos al recreo (media hora) dejamos las
luces de las aulas encendidas, ¿cuánto dinero
tendremos que pagar por ello en el recibo de la luz cada dos
meses? Precio del kWh = 0.1 Euro + 16% IVA.

  • NOTA: Si calculamos la energía que se consume
    en un recreo, podemos hallar la que se consume en los 40
    recreos que tienen los dos meses.

ACTIVIDADES DEL RECIBO DE LA LUZ

  • 1. En una vivienda de grado de
    electrificación mínimo los costes de los
    distintos conceptos del recibo de energía
    eléctrica son:

POTENCIA CONTRATADA = 1.581887 €/ Kw mes

ENERGÍA CONSUMIDA= 0.089686 € cada
Kwh.

ALQUILER DE EQUIPOS DE MEDIDA = 0.54€ al
mes.

IMPUESTOS SOBRE LA ELECTRICIDAD = 1,5 € al
mes

IVA 16% DEL TOTAL

  • 2. Es la vivienda anterior se considera que se
    consume una potencia media constante desde las 8 hasta las 12
    de la noche de 1000 w. Durante la noche de 12 a 8 de la
    mañana el consumo es de 150 w. Calcula cual
    será el coste del recibo que se emite cada dos
    meses.

  • 3. En una vivienda se conectan habitualmente a
    la vez la calefacción que consume 3000 w y un conjunto
    de aparatos electrodomésticos que suman 1500 w
    más. Cual es la potencia mínima a
    contratar.

  • 4. Una vivienda tiene los siguientes aparatos
    electrodomésticos:

Un frigorífico 350 w Se conecta todo el
día

Una lavadora 2000 w Conectada durante 2 horas

Una plancha 1500 w Se conecta 1,5 horas

Una cocina 1500 w Se conecta de 13 a 14 h y de 20 a
21

Una televisión 100 w Se conecta de 13 a 16 h y de
21 a 24 h

10 bombillas de 40 w (cada una) Se conectan de 18:30 a
24 h

Teniendo en cuenta que la vivienda tiene una potencia
contratada con la empresa suministradora de 3300 w.

Haz una distribución horaria de los
electrodomésticos para que no salte el ICP

Ventajas de
elevar la tensión en las líneas de
distribución de la corriente
eléctrica

¿Porqué elevar la tensión en las
líneas de transporte de energía eléctrica?.
Vamos a estudiar esto con dos ejemplos.

Supongamos el caso de una línea monofásica
que ha de transportar 10 MW de potencia a una ciudad. La
línea es de aluminio de 40 km longitud de 32 mm2 de
sección.

Vamos a calcular la resistencia de la
línea

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CASO A) Tensión de transporte la misma que
la de consumo eléctrico 220 V

P= V x I

I = P / V = 10.000 KW V / 220 V = 45.454´54
A

La caída de tensión en la línea
será de

Vr = r x I = 45.454´54 A x 70 ? =
3.181.817´8 V

Que supone un 1.4 E6 % de la tensión
nominal

Y las pérdidas son

Pp = Vr x I = 3.181.817´8 V x 45.454´54 A =
1.44628 x 1011 w = 144.628 MW

COMO SE PUEDE VER SON UNAS PÉRDIDAS ENORMES E
INADMISIBLES

CASO B) Elevamos la tensión de la
línea a 500 KV

La nueva intensidad será

I = P / V = 10.000 KW / 500 KV = 20 A

La caída de tensión en la línea
será de

Vr = r x I = 70 ? x 20 A = 1.400 V

Que su pone el 0.28 % de la tensión Nominal de la
línea

Las pérdidas en la línea por efecto Joule
son:

Pp = Vr x I = 1.400 V x 20 A = 28.000 W

En el siguiente cuadro podemos comparar los resultados
de los dos supuestos y vemos que con una tensión baja, las
pérdidas tanto de potencia como de caída de
tensión son inadmisibles.

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El
transformador

Es un aparato eléctrico que transforma la
corriente eléctrica de un nivel de tensión
(primario) a otro (secundario) conservando la potencia de
entrada. Es decir la potencia de entrada y de salida son la
misma. Por tanto:

P1 = V1 x I1 = V2 x I2 = P2

Partes: 1, 2

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