Electricidad Básica Escuela Industrial Ernesto Bertelsen Temple. Fundación Diego Echeverría Castro. Electricidad Básica Profesor: Luis Suárez Saa. Técnico de Nivel Medio en Electromecánica [DEC]. Técnico Universitario en Mecánica Automotriz [UTFSM]. Ingeniero en Mantenimiento Industrial [UTFSM]. Pos título en Pedagogía [PUCV] Magister en Gestión Organizacional [UV]. Mantenimiento. Prof. Ing. Luis Suárez

¿Cómo se produce la Electricidad? Según sea la clase de energía aplicada al cuerpo, así será la forma de obtención de la electricidad; normalmente, se podrá disponer de electricidad por los siguientes procedimientos: Mantenimiento. Prof. Ing. Luis Suárez

Se pueden apreciar estas formas de obtención Se pueden apreciar estas formas de obtención. De todas ellas, dos son las más usadas: por acción química y por acción magnética. La producción de electricidad por acción de la luz, la presión y el calor se suele utilizar para aplicaciones especiales; la producción por frotamiento no se usa en la práctica, y su estudio se debe al hecho histórico de que fue el primer sistema que se conoció y es la más sencilla de obtener sin medios costosos (basta un bolígrafo, unos trocitos de papel y un jersey). Mantenimiento. Prof. Ing. Luis Suárez

Tipos de producción de Electricidad Por Frotamiento. Por Presión. Por acción química. Por acción magnética. Por acción de a luz. Por acción del calor. Mantenimiento. Prof. Ing. Luis Suárez

Por Frotamiento Esta forma de producción de electricidad es la más antigua que se conoce; recuérdese que los griegos ya conocían esta forma de producir electricidad. Como ya se sabe, según el material, así será la electrización; o sea, cederá o ganará electrones. La carga conseguida por este método permanece en el material y se denomina carga estática. Esta clase de electrización la conocen todos, ya que es cosa frecuente ver y oír el chisporroteo debido a la electricidad estática. Mantenimiento. Prof. Ing. Luis Suárez

Por Presión Algunos materiales tienen propiedades piezoeléctricas características; por ejemplo, al someter un cristal de cuarzo a una presión, aparecen en la superficie del cristal cargas eléctricas. Mantenimiento. Prof. Ing. Luis Suárez

Por Presión Esta propiedad de algunos materiales es muy empleada actualmente (encendedores de gas, cápsulas microfónicas, cápsulas para tocadiscos, etc.). Mantenimiento. Prof. Ing. Luis Suárez

Por acción Química Las pilas y acumuladores son dos dispositivos que aprovechan la propiedad de algunas reacciones químicas, capaces de separar las sustancias con distintas cargas eléctricas. Mantenimiento. Prof. Ing. Luis Suárez

Por acción magnética Este procedimiento de producción es el más empleado, y con él se consigue la mayor parte de la cantidad de energía eléctrica usada. Su fundamento estriba en el hecho de que, al mover un conductor en presencia de un imán (campo magnético), en el conductor se induce una corriente En esta forma de producción de electricidad se basa el funcionamiento de los alternadores, motores y dinamos. Mantenimiento. Prof. Ing. Luis Suárez

Por acción de la Luz Este sistema de producción de electricidad se basa en la propiedad de algunas sustancias de crear carga eléctrica en sus caras cuando sobre ellas incide luz. Esta propiedad se conoce como fotoeléctrica. Mantenimiento. Prof. Ing. Luis Suárez

Por acción de la Luz La producción de electricidad se suele realizar en pequeñas superficies, que se llaman fotocélulas. Este método, a partir de la luz solar, pero las potencias que se consiguen son reducidas y, al mismo tiempo, estas células son muy costosas. Se emplea sólo para instrumentos de medidas y aparatos electrónicos, ópticos, etc. Mantenimiento. Prof. Ing. Luis Suárez

Por acción del calor Otra propiedad importante de algunos cuerpos es la termo electrónica, debido a la cual, al calentar un material, éste desprende electrones. Esta propiedad es muy utilizada en las lámparas de descarga (para iluminación) y lámparas o tubos electrónicos. Otra propiedad parecida es la termoeléctrica, por la cual, al unir dos metales distintos y calentar la zona de unión, aparecen unos electrones, que pasan de un metal al otro Mantenimiento. Prof. Ing. Luis Suárez

Movimiento de Electrones Todo átomo tiende a quedar eléctricamente en estado neutro. Para ello, cederá o absorberá electrones, según le sobren o le falten, de los átomos situados en su proximidad. Si se unen por medio de un conductor dos cuerpos, uno de ellos con exceso de cargas negativas (electrones) y otro con falta, se establecerá a través del conductor un flujo de electrones que irá del que los tiene en exceso al que los tiene en defecto, estableciéndose así una corriente electrónica Mantenimiento. Prof. Ing. Luis Suárez

Movimiento de Electrones Esta corriente cesa cuando no hay posibilidades de conducción, bien por fallo del conductor, bien por equilibrio de las cargas de los dos cuerpos. Una explicación de la utilización del vocablo corriente puede hallarse en la similitud entre el movimiento de los fluidos (corriente de agua) y este concepto de corriente eléctrica. Mantenimiento. Prof. Ing. Luis Suárez

Movimiento de Electrones Mantenimiento. Prof. Ing. Luis Suárez

El circuito Eléctrico Para crear y mantener la corriente eléctrica, deben darse dos condiciones indispensables: Que haya una fuente de electrones o un dispositivo para su generación (generador), pila, batería fotocélula, termopar, etc. Que exista un camino exterior al generador sin interrupción, por el cual puedan circular los electrones; a este camino se le conoce como conductor Mantenimiento. Prof. Ing. Luis Suárez

Movimiento de Electrones Además de estas dos condiciones indispensables, en la mayoría de los casos, existe un elemento llamado receptor, que es el que recibe los electrones y aprovecha su energía para conseguir luz, calor, movimiento, etc. Mantenimiento. Prof. Ing. Luis Suárez

Movimiento de Electrones A todo este conjunto se le denomina circuito eléctrico. Si los conductores permanecen unidos al generador y al receptor, se dice que es un circuito cerrado Los electrones circulan por el circuito desde el polo negativo del generador (batería) a su polo positivo e, internamente en el generador, desde el positivo al negativo. Mantenimiento. Prof. Ing. Luis Suárez

Movimiento de Electrones El sentido convencional es de + a - por el circuito. Por el contrario, cuando un conductor no está conectado al generador o al receptor, los electrones no pueden pasar por el circuito y, en consecuencia, no se establece la corriente eléctrica. En este caso, se dice que es un circuito abierto Mantenimiento. Prof. Ing. Luis Suárez

Clases de Corrientes eléctricas Se sabe que la corriente eléctrica es el movimiento de electrones; ahora bien, atendiendo al movimiento de los electrones (su sentido) y a su cantidad, se puede hacer una clasificación de la corriente eléctrica. Mantenimiento. Prof. Ing. Luis Suárez

Clases de Corrientes eléctricas Corriente continua (abreviadamente c. c.), cuando circula siempre en el mismo sentido y con valor constante (la misma cantidad de electrones en cada instante). Esta clase de corriente viene producida por dinamos, pilas y acumulado Corriente alterna (abreviadamente c. a.), cuando circula en ambos sentidos, esto es, cuando los electrones se desplazan tanto en un sentido como en el contrario. Según el instante considerado, el sentido será uno u otro, siendo también variable la cantidad de electrones que pasan por un punto Mantenimiento. Prof. Ing. Luis Suárez

Que es el Magnetismo Los cuerpos que poseen propiedades magnéticas permanentes se llaman imanes y se pueden clasificar en dos grupos: Naturales Artificiales Mantenimiento. Prof. Ing. Luis Suárez

Que es el Magnetismo Los imanes artificiales son los que se usan en la práctica; pueden ser temporales o permanentes, según que sus efectos desaparezcan o se mantengan en el tiempo. Mantenimiento. Prof. Ing. Luis Suárez

Polos e interacción entre imanes Mantenimiento. Prof. Ing. Luis Suárez

Campo Magnético Se denomina campo magnético de un imán el espacio en que se manifiestan sus acciones magnéticas sobre otros cuerpos. Mantenimiento. Prof. Ing. Luis Suárez

Campo Magnético Las líneas de fuerza son siempre cerradas y no son concurrentes en ninguna ocasión. Las líneas de fuerza parten siempre del polo norte y retornan al imán por el polo sur, cerrándose por el interior del imán. Mantenimiento. Prof. Ing. Luis Suárez

Magnitudes Eléctricas Mantenimiento. Prof. Ing. Luis Suárez

Magnitudes Eléctricas Voltaje, tensión o diferencia de potencial (V). En un circuito eléctrico, la diferencia de potencial (el voltaje o la tensión) existente entre los polos del generador o entre los puntos cualesquiera del circuito, es la causa de que los electrones circulen por el circuito si este se encuentra cerrado. Mantenimiento. Prof. Ing. Luis Suárez

Magnitudes Eléctricas Su unidad es el voltio (v). Se suelen emplear dos múltiplos de esta unidad que son el kilovoltio (kV) y el megavoltio (mV) y también dos submúltiplos como son el milivoltio (mV) y el microvoltio (µV). 1kV= 1.000 V; 1MV= 1.000.000 V 1V= 1000MV; 1 V= 1.000.000 µV Mantenimiento. Prof. Ing. Luis Suárez

Magnitudes Eléctricas Para medir el voltaje se utiliza un aparato llamado voltímetro. Se conecta en paralelo al elemento cuyo voltaje queremos medir. Mantenimiento. Prof. Ing. Luis Suárez

Magnitudes Eléctricas Intensidad de la corriente eléctrica (I). La intensidad de la corriente se define como la cantidad de carga eléctrica que circula por un circuito en la unidad de tiempo. Mantenimiento. Prof. Ing. Luis Suárez

Magnitudes Eléctricas Se mide en Amperio (a). Normalmente se emplean de unos submúltiplos de esta unidad que son miliamperio (mA) y el microamperio (µA) 1 A= 1.000 mA ;1 A= 1.000.000 µA Mantenimiento. Prof. Ing. Luis Suárez

Magnitudes Eléctricas La intensidad es una característica equivalente al caudal en el circuito hidráulico, esto es, a la cantidad de agua que pasa en la unidad de tiempo por un punto de la tubería. Mantenimiento. Prof. Ing. Luis Suárez

Magnitudes Eléctricas Para medir la intensidad de corriente que circulan por un circuito se utilizan unos aparatos llamados amperímetros, se conecta en serie para efectuar la medida. Mantenimiento. Prof. Ing. Luis Suárez

Magnitudes Eléctricas Resistencia Eléctrica (R) Es la propiedad que tienen los cuerpos de dificultar más o menos el paso de la corriente eléctrica. Las sustancias conductoras ofrecen poca resistencia al paso de la corriente, sin embargo las sustancias aislantes ofrecen una alta resistencia al paso de la corriente eléctrica. Mantenimiento. Prof. Ing. Luis Suárez

Magnitudes Eléctricas La unidad de resistencia es el ohmio (Ohm). Normalmente se emplean de esta unidad como son kiloohmios (K  Ohm)  y el megohmio (M Ohm). 1 k Ohm= 1.000 Ohm;  1 M Ohm = 1.000.000 Ohm Mantenimiento. Prof. Ing. Luis Suárez

Resistencia Eléctrica Resistencia eléctrica es toda oposición que encuentra la corriente a su paso por un circuito eléctrico cerrado, atenuando o frenando el libre flujo de circulación de las cargas eléctricas o electrones. Cualquier dispositivo o consumidor conectado a un circuito eléctrico representa en sí una carga, resistencia u obstáculo para la circulación de la corriente eléctrica. Mantenimiento. Prof. Ing. Luis Suárez

Resistencia Eléctrica Mantenimiento. Prof. Ing. Luis Suárez

Intensidad de corriente electrica La corriente eléctrica es la circulación de cargas eléctricas en un circuito eléctrico. La intensidad de corriente eléctrica(I) es la cantidad de electricidad o carga eléctrica(Q) que circula por un circuito en la unidad de tiempo(t). Para denominar la Intensidad se utiliza la letra I y su unidad es el Amperio(A). Ejemplo: I=10A Mantenimiento. Prof. Ing. Luis Suárez

Fuerza Electromotriz Como fuente de fuerza electromotriz se entiende cualquier dispositivo capaz de suministrar energía eléctrica dinámica, ya sea utilizando medios químicos, como las baterías, o electromecánicos, como ocurre con los generadores de corriente eléctrica. Mantenimiento. Prof. Ing. Luis Suárez

Diferencia de Potencial El voltaje, tensión o diferencia de potencial es la presión que ejerce una fuente de suministro de energía eléctrica o fuerza electromotriz (FEM) sobre las cargas eléctricas o electrones en un circuito eléctrico cerrado, para que se establezca el flujo de una corriente eléctrica. Mantenimiento. Prof. Ing. Luis Suárez

Magnitudes Eléctricas A mayor diferencia de potencial o presión que ejerza una fuente de FEM sobre las cargas eléctricas o electrones contenidos en un conductor, mayor será el voltaje o tensión existente en el circuito al que corresponda ese conductor. Mantenimiento. Prof. Ing. Luis Suárez

Aparatos de Medida Se denominan instrumentos de medidas de electricidad a todos los dispositivos que se utilizan para medir las magnitudes eléctricas y asegurar así el buen funcionamiento de las instalaciones y máquinas eléctricas. La mayoría son aparatos portátiles de mano y se utilizan para el montaje; hay otros instrumentos que son conversores de medida y otros métodos de ayuda a la medición, el análisis y la revisión. Mantenimiento. Prof. Ing. Luis Suárez

Amperímetro Un amperímetro es un instrumento que sirve para medir la intensidad de corriente que está circulando por un circuito eléctrico. Se conecta en Serie. Mantenimiento. Prof. Ing. Luis Suárez

Voltímetros Un voltímetro es un instrumento que sirve para medir la diferencia de potencial o voltaje entre dos puntos de un circuito eléctrico cerrado pero a la vez abierto en los polos. Se conecta en paralelo a la fuente Mantenimiento. Prof. Ing. Luis Suárez

Óhmetro Un óhmetro u ohmímetro es un instrumento para medir la resistencia eléctrica. Se conecta en paralelo. Nunca se debe medir con energía Mantenimiento. Prof. Ing. Luis Suárez

Multimetro Un multímetro, llamado también polímetro o tester, es un instrumento que ofrece la posibilidad de medir distintas magnitudes en el mismo aparato. Mantenimiento. Prof. Ing. Luis Suárez

Osciloscopio Se denomina osciloscopio a un instrumento de medición electrónico para la representación gráfica de señales eléctricas que pueden variar en el tiempo, que permite visualizar fenómenos transitorios así como formas de ondas en circuitos eléctricos y electrónicos Mantenimiento. Prof. Ing. Luis Suárez