PERIODO 2

mayo-2-2016

  1.                            magnitudes eléctricas:

   La carga eléctrica es la cantidad de electricidad almacenada en un cuerpo. Los átomos de un cuerpo son eléctricamente neutros, es decir la carga negativa de sus electrones se anula con la carga positiva de sus protones. Podemos cargar un cuerpo positivamente (potencial positivo) si le robamos electrones a sus átomos y podemos cargarlo negativamente (potencial negativo) si le añadimos electrones. Saber más sobre el átomo.

   Si tenemos un cuerpo con potencial negativo y otro con potencial positivo, entre estos dos cuerpos tenemos una diferencia de potencial (d.d.p.) Los cuerpos tienden a estar en estado neutro, es decir a no tener carga, es por ello que si conectamos los dos cuerpos con un conductor (elemento por el que pueden pasar los electrones fácilmente) los electrones del cuerpo con potencial negativo pasan por el conductor al cuerpo con potencial positivo, para que los dos cuerpos tiendan a su estado natural, es decir neutro.

Acabamos de generar corriente eléctrica, ya que este movimiento de electrones es lo que se llama corriente eléctrica. Luego es necesario una d.d.p entre dos puntos para que cuando los conectemos con un conductor se genere corriente eléctrica. La diferencia de carga de los dos cuerpos será la causante de más a menos corriente. Esta carga de un cuerpo se mide en culombios (C).

TENSIÓN O VOLTAJE:

   La Tensión es la diferencia de potencial entre dos puntos. En física se llama d.d.p (diferencia de potencial) y en tecnología Tensión o Voltaje. Como ya debemos saber por el estudio de la carga eléctrica la tensión es la causa que hace que se genere corriente por un circuito.

   En un enchufe hay tensión (diferencia de potencial entre sus dos puntos) pero OJO no hay corriente. Solo cuando conectemos el circuito al enchufe empezará a circular corriente (electrones) por el circuito y eso es gracias hay que hay tensión.

    Entre los dos polos de una pila hay tensión y al conectar la bombilla pasa corriente de un extremo a otro y la bombilla luce. Si hay mayor tensión entre dos polos, habrá mayor cantidad de electrones y con más velocidad pasaran de un polo al otro.

  INTENSIDAD DE CORRIENTE:

   Es la cantidad de electrones que pasan por un punto en un segundo. Imaginemos que pudiésemos contar los electrones que pasan por un punto de un circuito eléctrico en un segundo. Pues eso seria la Intensidad. Se mide en Amperios (A). Por ejemplo una corriente de 1 A (amperio) equivale a 6,25 trillones de electrones que han pasado en un segundo, La intensidad se mide con el amperímetro.

  RESISTENCIA ELÉCTRICA:

   Los electrones cuando en su movimiento se encuentran con un receptor (por ejemplo una lámpara) no lo tienen fácil para pasar por ellos, es decir les ofrecen una resistencia. Por el conductor van muy a gusto porque no les ofrecen resistencia a moverse por ellos, pero los receptores no. Por ello se llama resistencia a la dificultad que se ofrece al paso de la corriente.

   Todos los elementos de un circuito tienen resistencia, excepto los conductores que se considera caso cero. Se mide en Ohmios (Ω). La resistencia se representa con la letra R.

   
  POTENCIA ELÉCTRICA:
   La potencia eléctrica la podemos definir como la cantidad;
   Pues porque depende del tipo de receptor que estemos hablando. Por ejemplo de una Lámpara o Bombilla sería la cantidad de luz que emite, en un timbre la cantidad de sonido, en un radiador la cantidad de calor. Se mide en vatios (w) y se representa con la letra P.

   Una lámpara de 80w dará el doble de luz que una de 40w.
   Por cierto, su fórmula es P=V x I (tensión en voltios, por Intensidad en Amperios).

   ENERGÍA ELÉCTRICA:

   La energía eléctrica es la potencia por unidad de tiempo. La energía se consume, es decir a más tiempo conectado un receptor más energía consumirá. También un receptor que tiene mucha potencia consumirá mucha energía. Como vemos la energía depende de dos cosas, la potencia del receptor y del tiempo que esté conectado.

   Su fórmula es E= P x t (potencia por tiempos).

   Su unidad es el w x h (vatio por hora) pero suele usarse un múltiplo que es el Kw x h (Kilovatios por hora).

   Si ponemos en la fórmula la potencia en Kw y el tiempo en horas ya obtendremos la energía en Kw x h.

MAGNITUD	SIMBOLO	UNIDAD	SIMBOLO	FÓRMULA
CARGA	C	CULOMBIO	C
TENSIÓN	V	VOLTIOS	V	V = I x R
INTENSIDAD	I	AMPERIOS	A	I = V/R
RESISTENCIA	R	OHMIOS	Ω	R = V/I
POTENCIA	P	VATIOS	W	P = V x  I
ENERGÍA	E	VATIO POR HORA	w x h	E = P x t

 Aquí tenemos una tabla con las principales magnitudes eléctricas y sus fórmulas:

2.                             introducción ala electricidad

¿Qué es la electricidad?:

 La electricidad es un movimiento de electrones: Así de sencillo. Si conseguimos mover electrones a través de un conductor (cable) hemos conseguido generar electricidad. Pero expliquemos un poco mejor todo esto.
   Para hablar de la electricidad debemos conocer el átomo. Esto no es un curso de química, por eso explicaremos solo lo necesario para entender la electricidad, sin profundizar demasiado, lo justo para entenderlo.

   La materia o cualquier material está formado por partículas muy pequeñas (no se ven a simple vista) llamadas átomos.

 

  Date cuenta que si quitamos un electrón (abreviatura e-) a un átomo, este átomo quedará con carga positiva por que tiene un protón más. Si este átomo se lo damos a otro átomo que esté a su lado, este átomo quedará cargado con carga negativa, ya que tendrá un e- de más.

   Si te fijas los átomos a los que les quitamos o les ponemos un e- sí que tienen carga eléctrica. Pero insistimos, lo que nos interesa es que los e- se muevan a través de los átomos de un material, por ejemplo de un cable o conductor, ya que es la forma de generar electricidad.

   Hemos ampliado millones de veces los átomos de un material, por ejemplo cobre, nos quedamos con 3 y mira lo que hacemos.

 Cada átomo tiene 6 e- con carga negativa y 6 protones en el núcleo con carga positiva.
   Quitamos un e- al primero y se lo pasamos al segundo. Automáticamente el primer átomo queda con carga positiva y el segundo queda con carga negativa.
   Ahora movemos el e- al tercer átomo y así sucesivamente.
   Si te das cuenta, cuando robamos un e- al átomo, este se queda con un "hueco" vacío. Nada más que pueda, rellenará este hueco con otra e- para esta en estado neutro que es como le gusta estar.

   Efectos  de la electricidad:
   Por ejemplo si hacemos pasar electricidad por un filamento, hilo enroscado, por un material llamado tungsteno o de wolframio, resulta que... ¡¡¡se genera luz!!!.
  Pero los efectos de la electricidad son muchos más. Los elementos que producen efectos al ser atravesados por la electricidad (e-) se llaman receptores. Veamos algunos de los principales:

   - Receptores luminosos: los que producen luz.
   - Receptores magnéticos: producen electromagnetismo.
   - Motores: producen giro.
   - Receptores Sonoros: producen sonido.
   Fíjate, gracias a la electricidad podemos construir bombillas, imanes, motores, timbres, etc. Por eso es tan importante.

   ¿Cómo Generamos Electricidad?

   En la imagen de arriba tenemos un cuerpo con carga negativa y otro con carga positiva unidos por un conductor. Como los átomos de carga positiva quieren electrones para estar en estado neutro, y los átomos de carga negativa le sobran e- y quieren echarlos para también estar neutros.

   Como ves la idea es tener algo que siempre mantenga el material de arriba con carga negativa y el de abajo positiva. Una máquina que sea capaz de robar los e- cuando lleguen a la parte positiva y los devuelva a la parte negativa. Si conseguimos esto siempre tendremos carga negativa y positiva.

   Si te das cuenta para producir electricidad hace falta que siempre tengamos una diferencia de carga entre dos puntos. Esta diferencia de carga se llama diferencia de potencial (d.d.p) o tensión. Entre los dos materiales de la imagen de arriba hay un d.d.p o tensión y gracias a eso se genera electricidad.

   Las máquinas que son capaces de mantener una d.d.p entre dos puntos con el paso del tiempo se llaman generadores eléctricos.

  Una pila, por ejemplo, tiene 2 polos, el positivo y el negativo. Mediante un proceso químico en su interior, es capaz de mantener esta d.d.p o tensión entre sus dos polos durante un tiempo. Si la conectamos a una bombilla los e- de la parte negativa pasarán a la parte positiva a través de su filamento produciendo luz. La pila con el tiempo se va agotando, es decir la d.d.p o tensión entre sus dos polos va siendo menor. Si llega a 0 la pila está agotada, no hay diferencia de carga entre sus polos y no es capaz de generar electricidad.

3.                               resistencia eléctrica  

   Estos electrones por los conductores pasan muy a gusto por que no les impiden el paso, pero cuando llegan algún receptor, como por ejemplo una lámpara, para pasar a través de ella les cuesta más trabajo, es decir les ofrece resistencia a que pasen por el receptor. Además dependiendo del tipo de cable o conductor por el que pasen les costará más o menos trabajo. Eso esfuerzo que tienen que vencer los electrones (la corriente) para circular, es precisamente la Resistencia Eléctrica. Veamos todo esto mucho mejor.

    ¿Qué es una Resistencia?:

  La Resistencia Eléctrica es la oposición o dificultad al paso de la corriente eléctrica. Cuanto más se opone un elemento de un circuito a que pase por el la corriente, más resistencia tendrá,

   Veamos esto mediante la fórmula de la Ley de Ohm, formula fundamental de los circuitos eléctricos:

   I = V / R Esta fórmula nos dice que la Intensidad o Intensidad de Corriente Eléctrica que recorre un circuito o que atraviesa cualquier elemento de un circuito, es igual a la Tensión (V) a la que está conectado, dividido por su Resistencia (R). Esta fórmula nos sirve para calcular la resistencia de un elemento dentro de un circuito o la del circuito entero.

Ya sabemos que los elementos de un circuito tienen resistencia eléctrica, pero lógicamente unos tienen más que otros. A parte de la resistencia de los receptores también hay unos elementos que se colocan dentro de los circuitos y que su única función es precisamente esa, oponerse al paso de la corriente u ofrecer resistencia al paso de la corriente para limitarla y que nunca supere una cantidad de corriente determinada. Un elemento de este tipo también se llama también Resistencia Eléctrica. A continuación vemos algunas de las más usadas y como se calcula su valor.

     Resistencias:

   Para el símbolo de la resistencia eléctrica dentro de los circuitos eléctricos podemos usar dos diferentes:

   Código de Colores Para Resistencias:

   Leyendo las bandas de colores de izquierda a derecha las 3 primeras bandas nos dice su valor, la cuarta banda nos indica la tolerancia, es decir el valor + - que puede tener por encima o por debajo del valor que marcan las 3 primeras  bandas. Un ejemplo. Si tenemos una Resistencia de 1.000 ohmios (Ω) y su tolerancia es de un 10%, quiere decir que esa resistencia es de 1000Ω pero puede tener un valor en la realidad de +- el 10% de esos 1000Ω, en este caso 100Ω arriba o abajo. En conclusión será de 1000Ω pero en realidad puede tener valores entre 900Ω y 1100Ω debido a la tolerancia.

   El valor de los colores los tenemos en el siguiente esquema:

  Veamos algunos ejemplos.
  
   Imaginemos esta resistencia.

   El Valor real de una resistencia lo podemos averiguar mediante el polímetro, aparato de medidas eléctricas, incluida la resistencia. También con el Fluke usado por la mayoría de los electricistas.

   Estas resistencias son muy usadas en electrónica,  pero también las hay más grandes que se usan en radiadores eléctricos, frigoríficos, etc. Su misión es la misma. Veamos algunas en la siguiente imagen.

 Valor de la Resistencia entre 2 Puntos de un cable

  Ya sabemos que para calcular el valor de la resistencia de un elemento dentro de un circuito se hace mediante la lay de ohm R = V/I. Pero a veces es necesario calcular la resistencia de una cable desde un extremo a otro.

   Imaginemos que queremos calcular la resistencia que tendrá el paso de la corriente entre dos puntos de un circuito en el que solo hay cable. Ya dijimos que en los cables casi no hay resistencia, pero en  algunos casos hay que calcular la resistencia que tiene el cable, sobre todo en distancias largas o en bobinas de cables. Para estos casos la fórmula para hallar la resistencia es:

   

4.                                                    POTENCIOMETRO

 Los potenciómetros limitan el paso de la corriente eléctrica (Intensidad) provocando una caída de tensión en ellos al igual que en una resistencia,  pero en este caso el valor de la corriente y  la tensión en el potenciómetro las podemos variar solo con cambiar el valor de su resistencia. En una resistencia fija estos valores serían siempre los mismos. Si esto no lo tienes claro es mejor que estudies las magnitudes eléctricas (enlace en lo subrayado). 

El potenciómetro más sencillo es una resistencia variable mecánicamente. Los primeros potenciómetros y más sencillos son los reóstatos.


   

   Se suelen llamar potenciómetros lineales o deslizantes por que cambian su valor deslizando por una línea la patilla C. Veamos como son en realidad.

   El mismo mecanismo, pero más pequeño, tendrían los potenciómetros rotatorios para electrónica. Se usan en circuitos de pequeñas corrientes. Veamos como son.



   Si nos fijamos tienen 3 patillas como el anterior. Para conectarlo debemos conectar al circuito las patillas A y B o la C y B, es decir la del medio siempre con una de los extremos y así conseguiremos que sea variable. Tienen una rosca que puede variarse con un destornillador, como es el caso del de color negro, o puede tener un saliente que gira con la mano para variar la resistencia del potenciómetro al valor que queramos. Estos potenciómetros también se llaman rotatorios.

   El símbolo de un potenciómetro mecanico en un circuito eléctrico es el siguiente:


   Vemos que es como el de una resistencia pero con una flecha que lo atraviesa y que significa variabilidad (que varia). Podemos usar cualquiera de los dos.

   - LDR son resistencias que varían con la luz que incide sobre ella. Es un resistencia variable con la luz.

  - NTC y PTC son resistencias variables con la temperatura. La NTC aumenta al disminuir la temperatura y la PTC aumenta al aumentar la temperatura.
   Circuitos con Potenciómetro
   Veamos el circuito más clásico. Tenemos un circuito para que se encienda un led con una pila a 9V. El Led trabajo a una tensión de 2V, por lo que pondremos una resistencia fija (para que la resistencia total del circuito nunca sea 0, en caso de poner a 0 el potenciómetro) y un potenciómetro para provocar una caída de tensión de 7V entre la Rfija y el Potenciómetro, de tal forma que el Led solo tenga los 2V necesario como máximo.

Otro de los usos de los potenciómetros es la de reguladores de velocidad en motores. Si ponemos en serie un potenciómetro con un motor al aumentar la resistencia del potenciómetro disminuirá la velocidad del motor d.c. Esto es mejor hacerlo con un transistor. El potenciómetro controla la intensidad que envía el transistor al motor. El potenciómetro controla la intensidad de base. Para saber más sobre el transistor pincha en el enlace subrayado. Veamos el esquema.

   CORRIENTE CONTINUA:

  Además de estar todos los receptores a la tensión de la pila, al conectar el receptor (una lámpara por ejemplo) la corriente que circula por el circuito es siempre constante (mismo número de electrones) , y no varia de dirección de circulación, siempre va en la misma dirección, es por eso que siempre el polo + y el negativo son los mismos.

  Conclusión, en c.c. (corriente continua o DC) la Tensión siempre es la misma y la Intensidad de corriente también.

   Si tuviéramos que representar las señales eléctricas de la Tensión y la Intensidad en corriente continua en una gráfica quedarían de la siguiente forma:

  CORRIENTE ALTERNA:

 En este tipo de corriente, la intensidad varia con el tiempo (numero de electrones) y además cambia de sentido de circulación a razón de 50 veces por segundo (frecuencia 50Hz). También la tensión generada entre los dos bornes (polos) varía con el tiempo en forma de onda senoidal (ver gráfica), por lo que no es constante. Veamos como es la gráfica de la tensión en corriente alterna.

 Esta onda se conoce como onda alterna senoidal y es la más común ya que es la que tenemos en nuestras casas. La onda de la intensidad sería de igual forma pero con los valores de la intensidad lógicamente, en lugar de los de la tensión.

5.                          CORRIENTE CONTINÚA Y ALTERNA

Además de estar todos los receptores a la tensión de la pila, al conectar el receptor (una lámpara por ejemplo) la corriente que circula por el circuito es siempre constante (mismo número de electrones) , y no varia de dirección de circulación, siempre va en la misma dirección, es por eso que siempre el polo + y el negativo son los mismos.

  Conclusión, en c.c. (corriente continua o DC) la Tensión siempre es la misma y la Intensidad de corriente también.

   Si tuviéramos que representar las señales eléctricas de la Tensión y la Intensidad en corriente continua en una gráfica quedarían de la siguiente forma:

   CORRIENTE ALTERNA:
   Este tipo de corriente es producida por los alternadores y es la que se genera en las centrales eléctricas. La corriente que usamos en las viviendas en los enchufes es de este tipo.

   En este tipo de corriente, la intensidad varia con el tiempo (numero de electrones) y además cambia de sentido de circulación a razón de 50 veces por segundo (frecuencia 50Hz). También la tensión generada entre los dos bornes (polos) varia con el tiempo en forma de onda senoidal (ver gráfica), por lo que no es constante. Veamos como es la gráfica de la tensión en corriente alterna.





   Esta onda senoidal se genera 50 veces cada segundo, es decir tiene una frecuencia de 50Hz (hertzios), en EEUU es de 60Hz.

6.                                 CORRIENTE ELECTRICA

   La corriente eléctrica es un movimiento de electrones. Así de simple, si movemos electrones generamos corriente eléctrica. La cantidad de electrones que se mueven por segundo sería la Intensidad de la Corriente Eléctrica (I) y se mide en Amperios (A).

   Los electrones se mueven de átomo en átomo del material conductor, por ejemplo el cobre. Un átomo cede un electrón a otro átomo próximo a él y así sucesivamente.

   Recuerda que los átomos de la materia o de los materiales están formados por protones con carga positiva, neutrones sin carga y electrones con carga eléctrica negativa. Los electrones están girando por la parte de fuera del átomo. Estos electrones son precisamente los que producen el fenómeno de la corriente eléctrica. Si somos capaces de moverlos, tendremos corriente eléctrica. Como se hace esto lo tienes en el enlace de arriba explicado muy bien.

  Pero para que puedan moverse los electrones (abreviatura e-) debemos tener un circuito por el que se muevan o circulen. Además este circuito debe ser un circuito cerrado para que estén moviéndose a través de él sin parar. El principio y el final del circuito deben estar unidos para que siempre lo recorran los e-. Este circuito sería lo que llamamos circuito eléctrico.

  La corriente eléctrica es tan importante por que al moverse electrones por determinados aparatos, estos, producen efectos muy útiles para el hombre.

7.                                   FLUKE

Justo encima de ese símbolo hay un símbolo de corriente alterna y de color amarillo Hz (hertzios) que mide la frecuencia. Para Medir frecuencia en lugar de tensión deberme obtener  pulsado la tecla Shift amarilla.

   Vamos aprender a tomar algunas medidas con el fluke.

   Medir Tensión en un enchufe con el Fluke

   En un enchufe estamos midiendo corriente alterna (c.a.)

   1. Conectar las pinzas en el medidor. Roja agujero rojo donde pone los símbolos V Ω. Las pinzas negras en el agujero negro que pone com (común).



   2. Seleccionar en la maneta V en alterna.



   3. Introducir el otro extremo de las pinzas en el enchufe.



   4. El valor de la tensión nos aparecerá en el display.

   Como medir Tensión en un Corriente Continua.

   Las pilas y las baterías utilizan corriente continua.

   Veamos el ejemplo de una pila:

   1. Conectar las pinzas en el medidor.

   2. Seleccionar en la maneta V en continua.



   3. Tocar con la pinza roja en el positivo de la pila y con la pinza negra en el negativo de la pila.



   4. El valor medido nos aparece en el display.