PRINCIPIOS ELÉCTRICOS PRINCIPIOS ELÉCTRICOS

CORRIENTE Se puede describir la corriente como la velocidad de circulación de los electrones. La corriente se mide en amperes. La corriente aumenta a medida que sube la presión o el voltaje, a medida que se mantenga constante la resistencia del circuito. Otro término para referirse a los amperes es la intensidad de la corriente. El símbolo de la intensidad de la corriente es I. La unidad de los amperes es A. FLUJO DE ELECTRONES = AMPERES

CORRIENTE Flujo de la corriente La idea de que la base de la corriente eléctrica sea el flujo de electrones surgió mucho después de convenir en que la corriente circula por el circuito desde el terminal positivo de la batería de regreso al terminal negativo. De hecho, los electrones circulan en la dirección contraria. Por eso se debe considerar cuál de las dos convenciones se está empleando. Casi siempre se utiliza el flujo de corriente convencional, salvo que se indique lo contrario AB Flujo de corriente Flujo de electrones PROTÓN ELECTRÓN

TENSIÓN Se puede describir la tensión o voltaje como una presión eléctrica. En el automóvil se emplea la batería o el alternador para aplicar esta presión. La cantidad de presión utilizada en un circuito está definida por la cantidad de voltios. Otro término para referirse al voltaje es la fuerza electromotriz. El símbolo de fuerza electromotriz es E. La unidad de los voltios es V.

Electrón RESISTENCIA La resistencia de un circuito eléctrico se mide en ohms. El ohm es la unidad de resistencia y de impedancia en el Sistema internacional de unidades (SI). El ohm es la resistencia de un conductor tal que una corriente constante de un ampere produzca una tensión de un voltio entre sus puntas. El símbolo de la resistencia es R. La unidad de los ohms es Ω, la letra griega omega.

RESISTENCIA La corriente es un flujo de electrones. Los electrones pueden circular fácilmente en los conductores con baja resistencia. A la inversa, los electrones no pueden circular con facilidad y chocan entre ellos si los conductores tienen una alta resistencia, lo cual también produce calor. Se puede emplear el calor producido por la alta resistencia en componentes como encendedores de cigarros y desempañadores de lunetas y espejos. La resistencia aumenta a medida que crece la longitud del conductor. Por su parte, la resistencia disminuye a medida que se incrementa la superficie del conductor. Por ejemplo, si se duplica la longitud del conductor, también se duplica la resistencia. De igual modo, si la superficie del conductor crece al doble, entonces la resistencia se reduce a la mitad.

RESISTENCIA A medida que aumenta la temperatura del conductor, se hace más activo el movimiento de los átomos. Por tanto, aumenta la resistencia debido al alto índice de colisión entre los átomos del conductor. Por otra parte, la resistencia de algunos semiconductores puede disminuir conforme aumenta la temperatura. Esto se denomina resistencia térmica y se usa en el sensor térmico de agua de los vehículos.

ENERGÍA ELÉCTRICA Se puede producir calor cuando el flujo eléctrico del conductor tiene resistencia. Ej.: ampolletas, encendedores, bujías de resistencia eléctrica ENERGÍA CALÓRICA La energía química se transforma en energía eléctrica. Ej.: baterías ENERGÍA QUÍMICA La corriente que circula en una bobina o un cable puede crear un campo magnético. Ej.: interruptores, alternadores, válvulas de solenoide ENERGÍAMAGNÉTICA

CIRCUITO ABIERTO Un circuito abierto es un circuito en el cual hay una interrupción de la continuidad. Para que la electricidad pueda circular, debe haber un camino completo y continuo por el circuito desde la fuente eléctrica y de regreso a ella. Si esta ruta está cortada, la condición se conoce como circuito abierto. Por tanto, un circuito abierto ya no es operativo y funciona igual que si estuviera desconectado.

CORTOCIRCUITO Un cortocircuito es un circuito que deja que la corriente se desvíe en una parte de la ruta normal. Un ejemplo lo anterior es una bobina con cortocircuito. Los devanados normalmente están aislados de los demás. Sin embargo, si falla este aislamiento y se produce un contacto cobre-cobre entre los giros, no toda la corriente seguirá su ruta normal en parte de los devanados de la bobina. En un devanado primario de bobina de encendido, esta condición reduciría el número de devanados a través de los cuales circulará la electricidad, reduciendo así la capacidad de la bobina.

CIRCUITO PUESTO A TIERRA Un circuito puesto a tierra es una condición que deja que la corriente regrese a tierra antes de llegar a su destino original. Un ejemplo de lo anterior es un circuito de luz trasera puesto a tierra. Si falla el aislamiento del cable que va a la luz trasera, el cable entra en contacto con la estructura o carrocería del vehículo y la electricidad va a tierra en ese punto, devolviéndose a la batería en forma directa, sin llegar a la luz trasera.

INTERRUPTOR Se usan interruptores eléctricos para abrir y cerrar los circuitos eléctricos. Algunos interruptores funcionan manualmente, en tanto que otros lo hacen en forma automática. Los interruptores automáticos se controlan según el estado de un circuito, del vehículo o del entorno.

RELÉS Un relé es un interruptor eléctrico que deja que una pequeña cantidad de corriente controle a otra mucho mayor. Consta de un circuito de control y un circuito principal. Cuando se abre el interruptor del circuito de control, no le llega corriente a la bobina, por tanto, los devanados se hallan desenergizados. M

RELÉS Cuando se cierra el interruptor, la bobina queda energizada, con lo cual el núcleo de hierro dulce se convierte en un electroimán y atrae la armadura hacia abajo. Con lo anterior se cierran los contactos del circuito principal y la potencia se conecta con el circuito de carga. Cuando se abre el interruptor de control, deja de pasar corriente a la bobina, desaparece el electroimán y se libera la armadura, con lo cual se interrumpen los contactos del circuito principal.

SOLENOIDES Los solenoides también son electroimanes con núcleos móviles que sirven para convertir el flujo de corriente eléctrica en un movimiento mecánico. Además, pueden cerrar contactos, si actúan simultáneamente como relés.

CA y CC CA significa corriente alterna y CC, corriente continua, como la que utilizan los automóviles. El alternador genera corriente alterna, la cual se convierte en corriente continua mediante un rectificador que hay dentro del alternador. CORRIENTE ALTERNA CORRIENTE CONTINUA CORRIENTE TIEMPO CORRIENTE TIEMPO

LEY DE OHM La corriente es proporcional al voltaje e inversamente proporcional a la resistencia. I[A] = E[V]/R[O] E IR

LAS LEYES DE KIRCHHOFF Primera ley La corriente que recibe un nodo en un circuito es igual a la corriente que sale del mismo. I1 + I2 = I3 + I4 + I5 Segunda ley La suma de las caídas de voltaje en cualquier ruta cerrada de un circuito es igual a la suma de las fuerzas electromotrices de esa ruta. V1 + V2 + V3 = V4 + V5 I1I1 I2I2 I3 I4 I5 V1V2V3 V4 V5

Medición de tensión y corriente El voltaje se puede medir mediante un voltímetro conectado con ambos extremos del circuito en paralelo. La corriente se puede medir mediante un amperímetro en serie con el circuito. V V A

FRECUENCIA La frecuencia es la cantidad de ciclos por segundo expresada en unidades de Hertz. Por ejemplo, 60 Hz significa 60 ciclos por segundo. TIEMPO VOLTAJE

Corriente y campo magnético La dirección de giro del flujo magnético se indica mediante la Regla de la mano derecha de Fleming, en la cual el pulgar apunta en la dirección del flujo de corriente. La bobina se enrolla alrededor del núcleo para producir fuerza magnética. Este principio se aplica a los componentes automotrices, por ejemplo, inyectores, relés y válvulas de solenoide.

Fuerza magnética A medida que circula corriente en el campo magnético, se induce fuerza magnética alrededor del conductor. De acuerdo con la Ley de la mano derecha, o Ley de Fleming, el dedo pulgar señala la dirección de la fuerza magnética, el índice, la dirección del flujo magnético y el mayor, la del flujo de corriente. FORCE MAGNETIC FLUX CURRENT FORCE FUERZA FLUJO MAGNÉTICO CORRIENTE FUERZA

Fuerza magnética El principio que se aplica a los motores eléctricos es el de la Ley de la Mano Izquierda de Fleming. N S

LEY DE LENZ Si un imán gira en sentido horario, la fuerza eléctrica reacciona haciéndolo girar en sentido antihorario.

INDUCCIÓN MUTUA Cuando están conectadas las bobinas A y B, a medida que varía la corriente que circula en la bobina A, en la bobina B se genera un voltaje electromotriz inducido. En esta condición, la autoinducción normalmente se conoce como inducción mutua. Las bobinas A y B se denominan primera y segunda bobina, respectivamente. El voltaje electromotriz generado en la primera y la segunda bobina se conoce como voltaje electromotriz inducido mutuo. APAGAR UN INTERRUPTOR ENCENDIDO ENCENDER UN INTERRUPTOR APAGADO CORRIENTE

¿Voltaje? - + ? Batería V - + ? Batería V ¿Voltaje? ¿Voltaje? 10Ω Primera pregunta:

¿Voltaje? - + ? Batería V - + ? Batería V Batería V ¿Voltaje? ¿Voltaje? 10Ω Segunda pregunta:

¿Voltaje? - + ? Batería V ¿Voltaje? 13Ω - + ? ¿Voltaje? Tercera pregunta:

Cuarta pregunta: Batería ? 5V12V ¿Voltaje?

Quinta pregunta: - + ? Batería V12V ¿Voltaje?

Explicación ¿Voltaje?

Enfoque El voltaje es relativo, no absoluto. Si normalmente la tierra está conectada, se puede revisar el voltaje entre los terminales positivos. 12V 9V 5V 12V 3V 4V 7V 5V ¿Voltaje?

Interruptor Primera pregunta: - + ? Batería V 13Ω - + ? Batería V 13Ω Abierto

Interruptor Pregunta 2-1: - + ? Batería V Interruptor "OFF"

Interruptor Pregunta 2-2: - + ? Batería V Interruptor "ON"