1.- TENSION CORRIENTE Y POT - 02 1a11ba3440018ecca332d67d60e220bb

Ing. Noe Montes de Oca Valencia - PUNO
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HM
TENSION - CORRIENTE - POTENCIA - ENERGIA
TENSION ( V ) .- Diferencia de potencial, es un parámetro eléctrico que se
relaciona con la corriente y la resistencia mediante la siguiente expresión:
V = R . I
CORRIENTE ( I ).- Es el flujo de electrones que circulan por un elemento
eléctrico debido a una diferencia de tensión en sus terminales.
POTENCIA ( P ) .- Es el trabajo realizado en una unidad de tiempo. La
potencia mide la rapidez de transformación de la energía.
P = V.I
En circuitos de corriente continua la potencia eléctrica puede ser obtenido de
la siguiente manera::
P = V.I (W)
V = ... Voltios.
P = R.I2
(W)
I = …… Amperios.
P = V2 / R
(W)
R = ……. Ohmios
La unidad es el Vatio ( w ), es igual al producto de la tensión V por la
intensidad I. En los circuitos de corriente alterna la potencia eléctrica se
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presenta en tres formas : Aparente, activa y reactiva.
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CONTINUACION
ENERGIA ( E).- La energía eléctrica es igual al producto de la potencia por el
tiempo en segundos. La unidad es el Julio.
E = P.t
( Joules )
La unidad práctica es el kWh, que equivale a un kW consumido durante el
tiempo de una hora.
Energía almacenada en un capacitor.- La energía instantánea almacenada
en un capacitor viene dada por la siguiente expresión.
Ec = Vc2 / 2 . C
Joules.
Donde Vc esta dado en Voltios y C en Faradios.
Energía almacenada en un inductor.- La energía instantánea almacenada
en un inductor viene dada por la expresión.
EL = ( 1 / 2 ) L . IL2
Joules
Donde IL esta dado en amperios y L en Henrios.
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CONTINUACION
TABLA .- PARAMETROS Y UNIDADES ELÉCTRICAS
PARAMETRO
Tensión
Corriente
Potencia
Energía :
En un inductor
En un capacitor
FORMULA
UNIDADES
V=R.I
I =V/R
P = V.I
E = P.t
Epot. = ( 1 / 2 ) L . IL2
Epot. = Vc2 / 2 . C
Voltios
Amperios
Vatios
Joule
Joules
Joules.
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HM
1.4.- DISEÑO DE LOS CIRCUITOS ELECTRICOS
DISEÑO.- Es el proceso de crear un circuito que satisfaga un conjunto de
objetivos a la salida del mismo.
El diseño es una actividad determinada en el que el diseñador tiene en
mente una idea acerca del resultado que va obtener.
Es el proceso de generar circuitos y predecir como éstos cumplirán los
objetivos.
El proceso de diseño implica tres fases:
Análisis.- Consiste en diagnosticar, definir y preparar el problema y
generar un planteamiento explícito de los objetivos.
Síntesis.- Esta tarea implica en hallar soluciones aceptables.
Evaluación.- Concierne al juicio de la validez de las soluciones con
respecto a la metas y selección de opciones.
Estas tres fases forman un marco para PLANEAR, ORGANIZAR Y
DESARROLLAR los proyectos de diseño.
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HM
CONTINUACION
PROBLEMA
DESCRIBIR LA PROBLEMATICA
DEFINIR EL MODELO DEL CIRCUITO
ENUNCIAR CON CLARIDAD LAS METAS Y REQUERIMIENTOS
PREPARAR Y DESARROLLAR UN PLAN PARA RESOLVER EL PROBLEMA
ACTUAR DE ACUERDO CON EL PLAN HASTA LLEGAR A LA SOLUCION
SOLUCION
Diagrama unifilar del procedimiento de diseño utilizado
en la solución de problemas.
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25
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1.5.- ELEMENTOS ACTIVOS Y PASIVOS
Los elementos de un circuito pueden clasificarse en dos categorías :
ELEMENTO ACTIVO .- Es aquel que es capaz de SUMISTRAR energía.
Generalmente están conformadas por las fuentes de generación de energía
tales como :
.
Generadores de CA.
.
Baterías de CC.
ELEMENTO PASIVO .- Es aquel que ABSORVE energía.
Generalmente están conformadas por elementos eléctricos tales como :
.
Resistencias.
.
Bobinas.
.
Capacitores.
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1.6.- RESISTENCIA, INDUCTANCIA Y CAPACITANCIA
RESISTENCIA.- Es la dificultad que ofrecen los materiales al paso de la
corriente eléctrica.
Todo conductor tiene la función de convertir la energía eléctrica en energía
térmica ( efecto Joule ).
R
Su símbolo es :
ó
R
U4
R = V / I
U3
U2
R = 1 VOLTIO / 1 AMPERIO = OHMIO
U1
P = R.I2
0
I1
i2
i3
i4
i
(W)
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SENTIDO DE LA CORRIENTE
A
_
+
V_
CONDUCTOR
-
-
-
-
B
+
MOVIMIENTO DE
ELECTRONES
CORRIENTE
ELECTRICA
TENSION
( CAUSA )
CORRIENTE
( EFECTO )
I
SENTIDO REAL
R
+
V_
I
R
SENTIDO TECNICO
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TIPOS DE RESISTORES
1.- DE ACUERDO AL MATERIAL USADO :
RESISTOR DE HILO.- Cosntituido por un hilo metálico enrrollado sobre un
soporte cilindrico de material aislante.
Material aislante
Hilo conductor
RESISTOR DE CARBON.- Constituido por un soporte cilíndrico aislante,
recubierto por una fina capa de carbón conectado a dos terminales colocados
en sus extremos.
RESISTOR DE PELICULA.- El material conductor es laminar en forma de
pelicula y se halla envuelto en un núcleo de cerámica.
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HM
TIPOS DE RESISTORES
2.- DE ACUERDO A SU VALOR :
RESISTOR FIJOS.-
RESISTOR VARIABLES.-
AJUSTABLE
VARIABLE
REPRESENTACION DE LOS REÓSTATOS
ó
R
ó
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HM
CONTINUACION
Las resistencias de carbón tienen sus valores codificados en fajas coloreadas
( normalmente cuatro ). La siguiente tabla muestra la codificación :
Color
Código
Negro
Marron
Rojo
Naranja
Amarillo
Verde
Azul
Violeta
Gris
Blanco
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1° faja ( azul )
1° cifra
2° faja ( amarillo )
2° cifra
3° faja ( rojo ) Multiplicador
Plata
 10 %
Tolerancia
R = 64 . 10²  = 6400 
La cuarta faja plata, esto es, plata  10 %
Color
Marron
Rojo
0ro
Plata
Sin color
Toelrancia





1 %
2 %
5 %
10 %
20 %
R = 6400  10 % de 6400.
La cuarta faja corresponde a la precisión del
resistor, la tolerancia esta dado por los fabricantes.
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HM
RESISTIVIDAD Y CONDUCTIVIDAD ELECTRICA
RESISTIVIDAD ( ) .- Es una característica propia del material utilizado en
la fabricación de los resistores y también de su temperatura.
Si se tiene una resistencia en forma de hilo , George Simon Ohm , demostró
experimentalmente que : La resistencia eléctrica es directamente proporcional a la su longitud ( L en metros ) e inversamente proporcional a su área
transversal ( A en mm² ).
R
=  L / A
 = R.A / L
Sus unidades son las siguientes :
 =  - mm² / m
CONDUCTIVIDAD ELECTRICA (  ) .- Esta definida como la inversa de la
resistividad y se expresa como sigue :

= 1 /.
Sus unidades son :

= 1 /  - m = 1 ( S / m ) Siemens por metro.
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HM
CONTINUACION
VARIACION DE LA RESISTENCIA CON LA TEMPERATURA .- La resistencia
de un material varía con la temperatura, ya que variando ésta, varía la
velocidad del recorrido de los átomos del resistor, pues los electrones libres
tienen mayor número de colisiones.
Siendo o la resistividad del resistor a la temperatura ambiente ( Tamb. ) y  la
resistividad a temperatura de trabajo ( T ) hasta 400°C esto es :
 = o [ 1 +  ( T - Tamb. ) ]
Despreciando la dilatación térmica del resistor, su resistencia eléctrica como
depende también de la resistividad, también varía con la temperatura, esto es :
R = Ro [ 1 +  ( T - Tamb. ) ] .
MATERIAL
Cobre
Aluminio
Fierro
Plata
Tungsteno
RESISTIVIDAD (  - m )
1.7857 E - 02
2.857 E - 02
1.0 E - 07
1.6 E - 08
5.6 E - 08
COEF.TEMEPRATURA 1 / °C
3.9
3.9
5.0
3.8
4.5
E
E
E
E
E
- 03
- 03
- 03
- 03
- 03
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HM
CONTINUACION
R
CTP ( COEFICIENTE TEMP. POSITIVO )
CUANDO SE TRATA DE LOS METALES
SI
T
R
TEMPERATURA
CTN ( COEFICIENTE TEMP.NEGATIVO )
R
CUANDO SE TRATA DEL CARBON Y LOS
SEMICONDUCTORES
SI
T
TEMPERATURA
R
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HM
PRINCIPALES CARACTERISTICAS DE LOS METALES MAS UTILIZADOS
MATERIAL
Plata recocida
Plata martillada
Cobre electrolit.
Cobre recocido patron
Cobre recocido industrial
Oro recocido
Oro martillado
Aluminio puro
Aluminio recocido
Mobideno
Cinc
Tungsteno
Hierro fundido
Hierro puro
Hierro galvanizado
Niquel
Platino
Estaño
Plomo
RESISTIVIDAD
(  - mm² / m )
COEF.TEMERA URA 1 / °C
0.0146
0.0159
0.01754
0.0195
0.0207
0.0233
0.0236
0.0261
0.028
0.0557
0.057
0.06
0.098
0.13
0.196
0.11
0.12
0.13
0.205
FINAL
0.0038
0.0038
0.00393
0.00393
0.00393
0.0034
0.0034
0.00446
0.00446
0.0033
0.0007
0.0045
0.0050
0.0050
0.0050
0.0048
0.0037
0.0037
0.0039
COEFICIENTE DE
FUSION °C
960
960
1083
1083
1083
1063
1063
660
660
2625
419
3410
1535
1535
1535
1455
1769
232
327
DENSIDAD
Kg./ dm3
10.5
10.5
8.97
8.97
8.97
19.3
19.3
2.7
2.7
10.2
7.15
19.3
7.86
7.86
7.86
8.9
21.45
7.29
11.34
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