La ausencia o deficiencia en la previsión del
suministro eléctrico, puede afectar profundamente
la marcha económica de una nación.
Los problemas de orden social y económico que
tienen que afrontar los estados deben ser resueltos
con el concurso de un adecuado aprovisionamiento
de energía eléctrica.
En el desarrollo de dicho aprovisionamiento deben intervenir una serie
de recursos que deben ser provistos oportunamente con eficiencia y con
eficacia. Dichos recursos son de distinta índole, a saber:
a) Humanos b) Capital c) Materiales y equipos.
De todos ellos, los recursos humanos son los más importantes. Es el
hombre el que lleva a cabo el progreso, investigando, planeando,
ejecutando, administrando, etc.
Es difícil imaginar un mundo sin electricidad. En
cientos de maneras afecta e influye nuestra vida diaria.
Se ve el uso de la electricidad directamente en
nuestros hogares para iluminación, para el
funcionamiento de los aparatos domésticos. También
se ve el empleo de la electricidad en los transportes y
en las industrias.
ELECTRICIDAD Y SOCIEDAD
La Electricidad es factor de progreso y
bienestar que afecta todas las
actividades de la sociedad moderna.
Su costo incide generalmente en costo
de los productos industriales o del
presupuesto
familiar y estatal.
COLOUMB (C): Unidad práctica de carga.
Un Coulumb es igual a la carga de 6.25x1018 electrones o protones
almacenados en un
dieléctrico.
El símbolo que se utiliza para denotar carga eléctrica es Q o q.
1C = la carga de 6.25x1018 electrones
La unidad de carga (Q) es el Coulumb (C) en honor al físico francés
Charles A. Coulumb
ELECTRICIDAD: es una
rama de la física que se dedica
al estudio de las cargas
eléctricas, en reposo o en
movimiento y las interacciones
entre ellas.
La fuerza de atracción o repulsión la
experimentan, equitativamente, cada una de las
cargas o partículas cargadas. La magnitud de la
fuerza entre dos cuerpos cargados esta dado por
la siguiente formula:
COULOMB: UNIDAD DE CARGA
La cantidad eléctrica más elemental es la carga eléctrica o cantidad
de electricidad. Existen dos clases de cargas: cargas positivas y
cargas negativas. El electrón, es una partícula subatómica cargada
negativamente, un cuerpo esta cargado positivamente debido a la
deficiencia de electrones, un cuerpo no cargado tiene o esta
compuesto por partículas cargadas positiva y negativamente, las
cuales están balanceadas.
ELEMENTOS ACTIVOS
POLARIDAD DE UNA CARGA
Una carga eléctrica debe tener una polaridad
negativa o positiva, que se indica como –Q ó +Q y
que refleja un exceso de electrones o de protones.
La condición de neutralidad se considera como la
carga cero.
Los elementos activos son las fuentes de
tensión o de intensidad y son capaces de
proporcionar energía a una red o circuito.
ELEMENTOS ACTIVOS Y PASIVOS
Un equipo eléctrico se representa mediante un circuito
o esquema constituido por elementos de dos
terminales conectados en serie y en paralelo, el
análisis del circuito permite conocer el
comportamiento del equipo eléctrico.
INTRODUCCIÓN A LOS CIRCUITOS
ELÉCTRICOS
LEY DE OHM
LA ELECTRICIDAD EN LA VIDA: El rayo, es un
fenómeno que revela la presencia de la electricidad en el
aire y es el resultado de una descarga eléctrica en una
nube, la cual provoca una intensa luz, calor, y ruido;
pudiendo provocar destrucción y muertes.
En los animales y en el hombre el ritmo cardiaco por el
cual vivimos depende de la electricidad, produciendo un
latido.
CONDUCTORES, AISLADORES Y
SEMICONDUCTORES
DISCIPLINAS DE LA ELECTRICIDAD
Electrocinética:
Parte de la física que estudia los fenómenos que
produce la electricidad en movimiento en los
mismos conductores.
Electrodinámica:
Parte de la física que estudia los fenómenos y leyes de
la electricidad en movimiento.
TEORIA ELECTRÓNICA
Es importante comprender el origen de las cargas eléctricas, por
esta razón es importante el estudio del átomo.
El átomo está constituido por dos partes o zonas: el núcleo o parte
central y por una zona que envuelve al núcleo llamada órbitas. El
átomo posee partículas subatómicas: los protones, los neutrones y
loa electrones. Los protones y neutrones ubicados en el núcleo y
los electrones giran al rededor del núcleo en las orbitas.
Las partículas subatómicas poseen carga eléctrica así:
Los protones poseen carga eléctrica positiva. p+
Los electrones poseen carga eléctrica negativa. eLos neutrones carga eléctrica neutra o tienen carga eléctrica. N
Electromagnetismo:
Estudio de los fenómenos producidos por la
interrelación entre los campos eléctrico y magnético.
Electrometría:
Parte de la física que estudia el modo de medir la
intensidad eléctrica.
Electrónica
Rama de la física que estudia los fenómenos derivados
del paso de las cargas eléctricas a través de gases,
sólidos y el vacío y que se ocupa de ciertos
dispositivos en los que puede controlarse el
movimiento de los electrones.
-Si el número de electrones de un átomo es igual al número de protones
podemos definirle como un átomo eléctricamente neutro.
-Si en el átomo existe un mayor número de protones en el núcleo que
electrones girando en las orbitas alrededor del núcleo, el átomo posee
carga eléctrica positiva.
-Si en el átomo hay menor número de protones en el núcleo que de
electrones girando alrededor del núcleo, entonces el átomo está cargado
negativamente.
-No todos los materiales son iguales y por ello no en todos los materiales
se podrá controlar el movimiento de electrones. Por lo tanto, la facilidad o
la dificultad del movimiento de los electrones a través de un
material definirán si este material es conductor, aislante o semiconductor.
Electroquímica:
Parte de la química que estudia la relación entre los
procesos químicos y los eléctricos. Entre ellos están la
electrólisis.
La Ley de Ohm relaciona el voltaje
con la corriente mediante la siguiente
ecuación: V=I*R
Conductores:
Cuando los electrones se pueden mover con facilidad de un átomo
a otro en determinado material, éste es un conductor. En general
todos los metales son buenos conductores. El propósito de utilizar
conductores es permitir que la corriente eléctrica fluya con la
menor resistencia posible. Ejemplo: plata, cobre, oro, aluminio,
hierro, etc.
Aisladores:
Cualquier material en el que los electrones tiendan a permanecer
en su órbita alrededor de los átomos es un aislador, ya que no
conducirá la electricidad con facilidad. Sin embargo,
los aisladores son capaces de retener o almacenar la electricidad
mejor que los conductores. Son materiales aislantes:
el vidrio, plástico, caucho, papel, aire, mica y reciben el nombre
de dieléctricos.
Semiconductores
Son materiales que en condiciones normales son aislantes
y en condiciones provocadas se convierten en conductores,
ejemplos: el carbono, el germanio y el silicio, los mismos que se
emplean en la fabricación de transistores y otros componentes
electrónicos.
Una de las características principales, es su valencia electrónica
igual a 4; es decir 4 electrones en su última capa o en su capa más
externa.
Electrostática:
Parte de la física que estudia los sistemas de cuerpos
electrizados en equilibrio.
Electrotecnia o electrotécnica:
Parte de la física que estudia la producción, transporte
y usos prácticos de la energía eléctrica. Podemos
incluir la teoría de circuitos y las máquinas e
instalaciones eléctricas.
Electrotermia:
Técnica de la transformación de la energía eléctrica en
calor.
En donde: I es la cantidad de corriente que circula por la
resistencia R cuando ésta se encuentra
sujeta a una diferencia de potencial.
V = VOLTAJE cuya unidad es el VOLTIO
I = INTENSIDAD DE CORRIENTE cuya unidad es el AMPERIO
R = RESISTENCIA cuya unidad es el OHMIO
El Voltaje, Tensión o Diferencia de Potencial
Es el impulso que necesita una carga eléctrica para que pueda fluir
por el conductor de un circuito eléctrico cerrado.
La unidad de medida es el Voltio que se representa con la letra V,
v
VOLT: Es una medida de trabajo que se necesita efectuar para mover
una carga eléctrica.
Cuando se requiere 0,7376 pies-libras (1 Joule) de trabajo para mover
6.25x108 electrones (1
Coulumb), entre dos puntos, cada uno con su propia carga, entonces
la diferencia de potencial es
de 1VOLTIO.
Por lo tanto 1 VOLT = a 1 Joule de trabajo por coulumb de carga.
Corriente Eléctrica
El movimiento o flujo de electrones se denomina corriente.
Para producirla, los electrones deben
moverse por efecto de una diferencia de potencial. La corriente
se representa con el símbolo I. La
unidad básica para medirla es el ampere (A).
Matemáticamente, la corriente se determina por:
I=V/R
EL AMPERE o AMPERIO: Un ampere de corriente se define
como el movimiento de un coulomb que pasa por cualquier
punto de un conductor durante un segundo.
Si la carga se transfiere a una velocidad de 1 culombio por
segundo (C/s) la corriente por el conductor tiene
una intensidad de 1 Amperio (A); es decir:
1A= 1C/s.
RESISTENCIA ELÉCTRICA
Todo circuito tiene tres características importantes:
1. Existe una fuente de diferencia de potencial. Si no se aplica voltaje,
no puede establecerse un flujo de corriente.
2. Existe una trayectoria cerrada para el flujo de la corriente desde
uno de los extremos de la fuente que aplica el voltaje al otro, pasando
por el circuito.
3. En general, la trayectoria por la que pasa la corriente presenta
determinada resistencia. Ésta se encuentra en el circuito con el fin de
generar calor o de limitar la cantidad de corriente.
CIRCUITO
ELÉCTRICO
Un circuito eléctrico o una red eléctrica es una
conexión de elementos eléctricos unidos entre sí en
una trayectoria cerrada de forma que pueda fluir
continuamente una corriente eléctrica.
CIRCUITO ABIERTO
Cuando cualquier parte de la trayectoria se abre o
interrumpe, el circuito se encuentra abierto,
dado que no existe continuidad en la trayectoria de
conducción.
La resistencia de un circuito abierto es infinitamente alta,
como resultado en un circuito abierto
la corriente no fluye.
CORTOCIRCUITO
En caso de cortocircuito la fuente de voltaje tienen una
trayectoria cerrada a través de sus
terminales, pero la resistencia de esta trayectoria es
prácticamente igual a cero. Esto da como
resultado que, por el cortocircuito fluya una corriente
muy alta.
ELEMENTOS PASIVOS
Las resistencias (resistores), las bobinas
(inductores) y los condensadores (capacitores);
son elementos pasivos y toman energía de las
fuentes para transformarla en otro tipo de energía
o acumularla en forma de campo magnético o
eléctrico.
Se denomina resistencia eléctrica, R, de una sustancia, a la
oposición que encuentra la corriente eléctrica para circular a
través de dicha sustancia. Su valor viene dado en ohmios, se
designa con la letra griega omega mayúscula (Ω), y se mide
con el Ohmímetro.
Matemáticamente, la corriente eléctrica se determina por:
R=V/I
EL OHMIO: El ohmio u ohm es la unidad de resistencia
eléctrica en el Sistema Internacional de Unidades S.I. Se
representa con la letra griega Ω (omega mayúscula).
Se define a un ohmio como la resistencia eléctrica que existe
entre dos puntos de un conductor cuando una diferencia de
potencial constante de 1 voltio aplicada entre estos dos puntos
produce,en dicho conductor, una corriente de intensidad 1
amperio.
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