TEMA 3
La corriente EléctricaLa corriente Eléctrica
(pág. 52)
Energía y Corriente
Conductores y Aislantes
Generadores
Gener. AC/DC
Tipos de Generadores
Transformadores
Ley de Ohm
Potencia
Magnitudes (Índice)
Fin
Si consideremos la Energía como la capacidad para realizar un trabajo...
... La Energía eléctrica será la capacidad de la Electricidad para realizar un trabajo.
-> Índice
La Energía eléctrica se mide en Vatios por hora (Wh) o su múltipo KiloVatios por hora
(KWh)
1KWh=1000Wh
¿Qué es la corriente eléctrica?
Electrones (parte de los átomos)
Que circulan por un camino (conductores)...
...atravesando obstáculos (operadores eléctricos)...
Para regresar al punto de partida (generador)
Todos estos elementos constituyen un
CIRCUITO-> Índice
La cantidad de electricidad se mide en Culombios (C) pues los electrones son muy poca cosa para ser medidos o tomados en cuenta. Empleamos el Culombio, que es por definición la cantidad de electricidad que al pasar por una disolución de Nitrato de Plata acumula en el cátodo una cantidad equivalente a 1,118 mg de plata pura.
1C =6,2415·1018 electrones
1 C = 6.241.500.000.000.000.000 electrones-> Índice
I=Intensidad de corriente I=Intensidad de corriente
Es la cantidad de electricidad que pasa por segundo a través de un conductor u operador eléctrico.
Se mide en Amperios (A), que es lo mismo que decir “Culombios por cada segundo”
1A=1C/s
I=Q/t
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Materiales que se dejan atravesar por la corriente eléctrica con mayor o menor facilidad
Los metales en general son muy buenos conductores
El agua, y por tanto, la humedad permiten pasar la electricidad
Los seres vivos (como nosotros) conducen la electricidad
-> Índice
Resistencia Eléctrica Resistencia Eléctrica
Llamamos Resistencia (R) de un conductor eléctrico a la dificultad que ofrece éste a ser atravesado por la corriente eléctrica.
Se mide en Ohmios, cuyo símbolo es la letra griega Ω (Omega mayúscula).
Depende del material del conductor, y aumenta con la longitud y la estrechez
R=p*L/S (p=coeficiente del material;L= longitud en m, S= sección del
conductor en mm2)-> Índice
Ley de OhmLa corriente que atraviesa un conductor u operador es directamente proporcional al voltaje existente entre sus extremos e inversamente proporcional a la resistencia del mismo.
Osea: que sobre una resistencia de un ohmio pasará un Amperio por cada Voltio aplicado entre sus extremos.
Podemos expresarlo de tres formas distintas, que realmente son la misma:
I=V/R V=R*I R=V/I-> Índice
Son materiales que no dejan pasar la electricidad a su través
Los plásticos (en general) son buenos aislantes de la electricidad
La madera y la tela de algodón, si estan bien secas, también.
Se emplean como barrera para evitar contactos y corrientes accidentales entre conductores
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Cable eléctrico unipolar
Conductorde cobre
Aislante de plástico-> Índice
Cable eléctrico bipolarConductores
de cobre
Aislantes de plástico-> Índice
Son operadores que GENERAN la Energía eléctrica.
Convierten en energía eléctrica la energía de otro tipo.
Disponen de 2 polos (excepto casos especiales) entre los que hacen pasar la corriente.
Su fuerza para mover la electricidad de un polo a otro a través del circuito (Fuerza Electro Motriz o F.E.M.) se mide en Voltios (V)
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En general empleamos la palabra voltaje para definir la medida en voltios tanto de la F.E.M. como de la caída de tensión (reparto de la FEM) entre los distintos elementos u obstáculos que encuentra la corriente para atravesar un posible camino de un polo al otro del generador.
La caída de tensión se reparte proporcionalmente a la resistencia eléctrica de los distintos obstáculos.
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Reparto de la FEM en caídas de tensión
G
FEM=12V R=1ΩV=12 V
R=4ΩV=2 V
R=10ΩV=5 V
R=10ΩV=5 V
Generadores (2)Un generador se comporta con los electrones en un circuito como lo haría una bomba hidráulica en una fuente casera: recoge los electrones que hay o regresan llegan por el polo polo positivo, y los impulsa con Fuerza (FEM) para sacarlos por el polo negativo.
G
+
-
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Sentido real y sentido convencional de la corrienteEn un circuito, los electrones se mueven por fuera del generador del polo negativo al positivo y por dentro del positivo al negativo, aunque por convenio, la corriente se representa por flechas cuyo sentido va justo al revés que el de los electrones.
G
+
-
G
+
-Sentido real o
electrónico
Sentido convencional
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Tipos de Generadores (2)
Corriente continua (C.C. = D.C.): Tienen un polo siempre positivo ( + Ánodo) respecto al otro (negativo - o Cátodo).Normalmente la F.E.M. es constante todo el tiempo (el voltaje instantáneo no varía).
Corriente Alterna (C.A. ~ A.C.): Sus polos (+ y - )cambian múltiples veces por segundo de polaridad (negativo y positivo se alternan). En la red eléctrica española, lo hacen 50 veces por segundo (50 Hz). Su F.E.M. Varía progresivamente de forma cíclica, y de modo SINUSOIDAL, pasando su valor de máximos a mínimos y viceversa.
Según el tipo de voltaje que producen se dividen en:
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V
V
t
t+311 Vcc
220 Vca(eficaces)
622 Vpp (voltios de pico a pico)
311 Vp(voltios de pico)
La corriente contínua se representa por su único valor de voltaje instantáneo
0V/0seg
220 ->
220 ->
311 ->
311 ->
-311 ->
0V/0seg
El nivel de la corriente alterna se puede representar de3 formas diferentes (eficaz, de pico y de pico a pico)
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Símbolos de Generadores
(en general)
220V
~
De Corriente Alterna
G 12V
+
De Corriente Continua-> Índice
Generadores Electricos (Tipos) Generadores Electricos (Tipos)
Según el tipo de energía que convierten pueden ser:
Mecánicos (Movimiento->Electricidad)
Químicos (Reacciones químicas-> Elect.)
Fotovoltaicos (Luz -> Electricidad
Térmicos (Calor -> Electricidad)
Acumuladores (Almacenan Ener. Eléctrica)
Convertidores (Electr. C.A./C.C.-> C.A./C.C.)
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Las pilas y baterías extraen la electricidad de una reacción química entre sus componetes internos (cátodo, anodo y electrolito)
Generan Corriente Contínua (Tienen polaridad, con polos fijos positivo y negativo)
-> Índice
+
-Símbolo de la Pila
Convierten el movimiento en electricidad
Dinamo (produce Corriente Contínua)
Alternador (produce Corriente Alterna)
-> Índice
Generan Energía eléctrica a partir de la luz ambiental(solar u otras fuentes)
Generan C.C. y tienen polaridad.
Las células fotovoltaicas dan poca energía, por lo que se agrupan varias (o muchas) ellas para obener cantidades interesantes.
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Generadores TérmicosGeneradores Térmicos
Producen corriente alterna a partir del calor generado al quemar combustibles (gasolina, fueloil, carbón, etc.)
Suelen ser máquinas complejas -> Índice
AlternadorMotor de explosión (de Gasolina) Acoplamiento
-> Índice
Almacenan la Energía Eléctrica para que pueda ser empleada más tarde.
Pueden parecer pilas, pero son recargables (las pilas no lo son).
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ConvertidoresConvertidores (de Energía Electrica)
Transformadores
Fuentes de alimentación
Inversores estáticos
Invers. rotativos (magnetos)
Onduladores
C.C. -> C.A
C.C. -> C.C.
C.A. -> C.C.
C.A. -> C.A
-> Índice
TransformadoresConvierten un voltaje de C.A. en otro también de C.A. pero mayor o menor.
Con la intensidad sucede justo lo contrario.
Todo casi sin pérdida de potencia.
300VC.A.400VC.A.
-> Índice
Símbolo del transformador
Transformador (2)
Están constituidos por al menos dos arrollamientos de hilo de cobre recubiertos de esmalte aislante bobinados sobre un nucleo común de hierro
Transformador trifásico
-> Índice
Transformador (3)
-> Índice
Transformadores toroidales
-> Índice
V1*I
1=V
2*I
2
n1 / n
2=V
1/V
2
P1= Potencia en primario (W)
P2= Potencia en secundario (W)
V1= Voltaje aplicado al bobinado
Primario (V)V
2= Voltaje obtenido en el
bobinado Secundario (V)I
1=Corriente que circula por el
bobinado Primario (A)I2=Corriente que circula por el
bobinado Secundario (A)n
1= Nº de espiras del bobinado
Primario (vueltas)n
2= Nº de espiras del bobinado
Secundario (vueltas) -> Índice
P1=P
2
(Aproximadamente)
La potencia es la rapidez con que la energía se convierte en trabajo.
La potencia, en general, es la relación (división) de la Energía consumida entre el tiempo empleado en consumirla P=E/tSe mide en Vatios (W) = Julios / segundo.
En electricidad, la Potencia (P) de un operador (motor, lámpara, etc) puede también calcularse multiplicando el voltaje (V) aplicado por la intensidad (A) que consume.
P=V.I.-> Índice
MAGNITUDES ELÉCTRICAS
Energía Eléctrica
Cantidad de electricidad (Carga eléct.)
Intensidad de Corriente Eléctrica
Fuerza Electromotriz
Resistencia Eléctrica
Voltaje, FEM y caída de tensión
Potencia eléctrica
-> Índice
Fin
d
e la
presentación del tema 3Podéis descargarla gratuitamente de:
www.telefonica.net/web/iesjosecaballero
Necesitarán OpenOffice para verla.También pueden obtenerlo gratis desde:
http://es.openoffice.org
También habrá una versión menos “Guay” enformato PDF para verla con Acrobat o similares
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