Instituto Universitario PolitcnicoSantiago MarioExtensin Porlamar Estado Nueva Esparta

Circuitos Elctricos: Anlisis Crtico La Electricidad y Corrientes elctricas

Bachiller:Larez, Efrain C.I: 22283199

Profesor:Julian Carneiro

Ingeniera Industrial Porlamar 11 de Mayo 2015

Historia de la ElectricidadLa electricidad, es una forma de energa que resulta del movimiento y que se puede apreciar por los efectos que produce.La electricidad realiz su primera aparicin hacia el ao 600 a. C., cuando el filsofo griego Tales de Mileto observ que frotando una varilla de mbar con una piel o con lana, se obtenan pequeas cargas (efecto triboelctrico) que atraan pequeos objetos, y frotando mucho tiempo poda causar la aparicin de una chispa.En el ao 1747, Benjamn Franklin, desarrollo la teora de la electricidad es un fluido que existe en la materia y su flujo se debe al exceso o defecto del mismo en ella. Hoy da se mantienen estos trminos, pero con una comprensin distinta del fenmeno. Se utiliza en las pilas con sus signos ms y menosEn 1820, Hans Christian Orsted descubri que la corriente elctrica crea un campo magntico. Con este descubrimiento los cientficos pudieran relacionar el magnetismo a los fenmenos elctricos.En 1879, Thomas Edison invent el foco elctrico. l perfeccion un invento similar pero ms antiguo utilizando electricidad de baja corriente, el vaco dentro de un globo y un filamento pequeo y carbonizado y produjo una fuente de energa duradera y confiable. Desde ese momento cre la bombilla. Edison no slo invent una luz elctrica incandescente, sino un sistema de iluminacin elctrico que contena todos los elementos para hacer que la luz incandescente fuera segura, econmica y prctica. Antes de 1879, la electricidad por corriente directa (DC) solamente se utilizaba para iluminar reas exteriores.A finales del siglo XIX, Nikola Tesla empez a trabajar con la generacin, uso y transmisin de electricidad de corriente alterna (AC), la cual puede transmitirse a distancias muchos mayores que la corriente directa (DC). Tesla, con la ayuda de Westinghouse, introdujo la iluminacin interior a nuestros hogares y a las industrias. l trabaj en refinar el diseo del transformador y en construir una red prctica de energa de corriente alterna (AC). Su idea era lograr transmitir de forma gratuita (s, de forma gratuita) energa y comunicaciones inalmbricas, para lo cual trabaj varios aos de su vida en un proyecto llamado Torre Wardenclyffe a principios de 1900.Fenmenos y Propiedades de la Electricidad Carga elctrica: una propiedad de algunaspartculas subatmicas, que determina suinteraccin electromagntica. La materia elctricamente cargada produce y es influida por los campos electromagnticos. Corriente elctrica: un flujo o desplazamiento de partculas cargadas elctricamente por un material conductor; se mide enamperios. Campo elctrico: un tipo de campo electromagntico producido por una carga elctrica incluso cuando no se est moviendo. El campo elctrico produce una fuerza en toda otra carga, menor cuanto mayor sea la distancia que separa las dos cargas. Adems las cargas en movimiento producencampos magnticos. Potencial elctrico: es la capacidad que tiene un campo elctrico de realizartrabajo; se mide envoltios. Magnetismo: La corriente elctrica produce campos magnticos, y los campos magnticos variables en el tiempo generan corriente elctrica.

Aplicaciones de la electricidad El motor elctrico: Desde que Faraday describi el proceso de induccin y generacin de la corriente elctrica, se iniciaron experiencias y proyectos que culminaron con el invento y fabricacin de los diferentes tipos de motores elctricos que existen. El paso definitivo lo consigui el ingeniero Tesla que, en 1887, fabric el primer motor asncrono trifsico de corriente alterna.Transformador: El origen del transformador se remonta a 1851, cuando el fsico alemn Heinrich Daniel Ruhmkorff dise la llamada bobina de Ruhmkorff, precursora de los transformadores modernos. El transformador es una mquina elctrica carente de movimiento que permite aumentar o disminuir el voltaje o tensin en un circuito elctrico de corriente alterna, manteniendo la frecuencia y la potencia con un alto rendimiento. Los transformadores son dispositivos basados en el fenmeno de la induccin electromagntica y estn constituidos, en su forma ms simple, por dos bobinas devanadas sobre un ncleo cerrado de hierro dulce o hierro silicio.Uso de la ElectricidadLa electricidad se viene utilizando desde pocas atrs, hoy en da se le dan diferentes usos a la electricidad, debido a su capacidad de adaptacin, en el mundo moderno no existe ninguna actividad econmica que no utilice la electricidad. Tiene muchos usos y hoy en da las actividades se ven dependiente del uso de la electricidad, entre los diferentes se encuentra: En los hogares, En la medicina, En el comercio, la administracin, y en los servicios pblicos, En el transporte, En las fbricas, En las industrias. Entre otros.

En los hogaresEl uso domstico de la electricidad se refiere a su empleo en los hogares. Los principales usos son alumbrados, electrodomsticos, calefaccin y aire acondicionado. Se est investigando en producir aparatos elctricos que tengan la mayor eficiencia energtica posible, as como es necesario mejorar el acondicionamiento de los hogares en cuanto a aislamiento del exterior para disminuir el consumo de electricidad en el uso de la calefaccin o del aire acondicionado, que son los aparatos de mayor consumo elctrico, en competencia con otros combustibles como el butano, el gasleo, el carbn y el gas natural, siendo la nica energa empleada para la iluminacin y los electrodomsticos.En el transporteGran parte del transporte pblico (y dentro de l los ferrocarriles y los metros) emplea energa elctrica. No obstante, se lleva ya tiempo trabajando en versiones elctricas de los vehculos de gasolina, pues supondran una buena solucin para los problemas de contaminacin y ruido que genera el transporte en las ciudades. Incluso es posible (aunque no habitual) emplear la electricidad para hacer volar un avin.En las fbricasLa electricidad fundamentalmente tiene muchos usos en las fbricas: se utiliza para mover motores, para obtener calor y fro, para procesos de tratamiento de superficies mediante electrlisis, etc. Una circunstancia reciente es que la industria no slo es una gran consumidora de electricidad, sino que, gracias a la cogeneracin, tambin empieza a ser productora.En las industriasLos principales consumidores de electricidad son las industrias, destacando aquellas que tienen en sus procesos productivos instalados grandes hornos elctricos, tales como siderrgicas, cementeras, cermicas y qumicas. Tambin son grandes consumidores los procesos de electrlisis (produccin de cloro y aluminio) y las plantas de desalacin de agua de mar. Las industrias tambin consumen electricidad para suministrar iluminacin elctrica cuando no es posible la iluminacin natural, a fin de prevenir que se produzca fatiga visual en los trabajadores, que se ocasiona si los lugares de trabajo y las vas de circulacin no disponen de suficiente iluminacin, adecuada y suficiente durante la noche. Otro campo general de consumo elctrico en las empresas lo constituye el dedicado a la activacin de las mquinas de climatizacin tanto de aire acondicionado como de calefaccin.De igual forma parte muy importante en la comunidad, debido a que se manifiesta en el alumbrado pblico, con el fin de proporcionar seguridad y visibilidad a los peatones y mejor desenvolvimiento del trfico. La radio, televisin, emisin de prensa, son medios de comunicacin que dependen en gran parte de este tipo de energa. En la medicina, est presente en los distintos instrumentos y maquinas utilizadas en esta rea, de igual forma contribuye al avance de esta ciencia.

Componentes de las CircuitosUn circuito elctrico est formado por varios elementos conectados entre s por donde circula la corriente elctrica. Y se componen por El Generador: Produce la corriente elctrica. Una pila, es un generador. El generador tiene dos polos o bornes. Por uno sale las cargas y por otro entra. De este modo se crea la corriente. Los Cables: Conduce la corriente elctrica desde el generador hasta los dems elementos del circuito. Normalmente son de cobre y estn cubiertos de plstico. Las Bombilla o los Componentes Elctricos, u otros componentes transforma la corriente elctrica que les llega en luz. Los Interruptores: Permiten controlar cuando circula la corriente y cuando no.Para que pueda circular la corriente por un circuito, este debe ser cerrado, es decir, todos los componentes estn conectados y los interruptores cerrados.Conexiones en un circuitoUn circuito en serie: es aqul en que los dispositivos o elementos del circuito estn dispuestos de tal manera que la totalidad de la corriente pasa a travs de cada elemento sin divisin ni derivacin en circuitos paralelos.Cuando en un circuito hay dos o ms resistencias en serie, la resistencia total se calcula sumando los valores de dichas resistencias.

Si las resistencias estn en paralelo, el valor total de la resistencia del circuito se obtiene mediante la frmulaEn un circuito en paralelo: los dispositivos elctricos, por ejemplo las lmparas incandescentes o las celdas de una batera, estn dispuestos de manera que todos los polos, electrodos y terminales positivos (+) se unen en un nico conductor, y todos los negativos (-) en otro, de forma que cada unidad se encuentra, en realidad, en una derivacin paralela.

En un circuito mixto: Para hallar las resistencias en un circuito mixto se tiene en cuenta que para resistencias en paralelo, se utiliza la siguiente expresin as como tambin Req=R1+R2+R3 para en serieCorrientes ElctricasLas corrientes elctricas se conocen como la circulacin de cargas o electrones a travs de un circuito elctrico cerrado, estas siempre se mueven desde el polo negativo al positivo en un circuito cerrado. Se distinguen dos tipos de corrientes:Corriente continua: Es aquella corriente en donde los electrones circulan en la misma cantidad y sentido, es decir, que fluye en una misma direccin. Su polaridad es invariable y hace que fluya una corriente de amplitud relativamente constante a travs de una carga. A este tipo de corriente se le conoce como corriente continua (cc) o corriente directa (cd), y es generada por una pila o batera.Corriente alterna: La corriente alterna es aquella que circula durante un tiempo en un sentido y despus en sentido opuesto, volvindose a repetir el mismo proceso en forma constante. Su polaridad se invierte peridicamente, haciendo que la corriente fluya alternativamente en una direccin y luego en la otra. Se conoce en castellano por la abreviacin CA y en ingls por la de AC.

Intensidad de la corrienteEs el flujo de carga elctrica por unidad de tiempo que recorre un material. Se debe al movimiento de las cargas (normalmente electrones) en el interior del material. En el Sistema Internacional de Unidades se expresa en C/s (culombios sobre segundo), unidad que se denomina amperio.Intensidad = carga/tiempo I= Q/tDiferencia de Potencial La diferencia de potencial, es el impulso que necesita una carga elctrica para que pueda fluir por el conductor de un circuito elctrico, esta corriente cesar cuando ambos puntos igualen su potencial elctrico.Si la energa (E) que el generador cede al circuito durante su funcionamiento es directamente proporcional a su diferencia de potencial (V) y a la carga, q (C), que pone en movimiento. E= q * VPor lo tanto la diferencia de potencial es:V=E/q Su unidad en el S.I. es el voltio VLey de OHMLa ley de Ohm, es una ley de la electricidad. Establece que la diferencia de potencial V que aparece entre los extremos de un conductor determinado es proporcional a la intensidad de la corriente I que circula por el citado conductor. Ohm complet la ley introduciendo la nocin de resistencia elctrica R; que es el factor de proporcionalidad que aparece en la relacin entre V e I:V = R * IOtras expresiones alternativas, que se obtienen a partir de la ecuacin anterior, son:I = V/R lo R = V * RV a la Diferencia de potencial, R a la resistencia e I a la intensidad de la corriente. Las unidades de esas tres magnitudes en el sistema internacional de unidades son, respectivamente, voltios (V), ohmios () y amperios (A)ResistenciaLa resistencia de un material es una medida que indica la facilidad con que una corriente elctrica puede fluir a travs de l. La resistencia de un conductor es directamente proporcional a su longitud e inversamente proporcional a su seccin y vara con la temperatura.La resistencia de un conductor es el cociente entre la diferencia de potencial o voltaje que se le aplica y la intensidad de corriente que lo atraviesa

Cdigo de colores para resistencias fijasEs usado para determinar fsicamente el valor hmico de una resistencia (R) a travs de las bandas de colores, a esto se le debe asociar la tolerancia (%) cuyo valor es porcentual, el cual determina el rango del valor OHMICO de la resistencia (R). Este rango vara entre un valor mnimo (-) y un valor mximo (+)Para obtener la resistencia se codifica, una resistencia con los siguientes colores: Verde, Marrn, Negro Y Oro. Al momento de leer la resistencia, el ltimo cdigo en leer son el de los colores Oro y Plata. De igual forma existe un aparato llamado el polmetro que mide la intensidad, resistencia y voltaje.Conductividad Es la medida de la capacidad (o de la aptitud) de un material para dejar pasar (o dejar circular) libremente la corriente elctrica. La conductividad depende de la estructura atmica y molecular del material.La conductividad es la inversa de la resistividad; por tanto, y su unidad es el S/m (siemens por metro). J= * E

Ejercicios CIRCUITO MIXTO1. Calcular la resistencia equivalente y el voltaje del circuito las resistenciasR1=3R1=3

R2=6

R3=3

V

I=10A

R4=2

R1, R2 y R3 estn en paralelo y la resistencia R123 en serie con R4, por lo tanto la Resistencia Equivalente ser:

m.c.m = 6, por lo tanto

Despejando la R123

Y como R123 est en serie con R4.

Al saber que la Intensidad es 10 Amperios y la Resistencia 3,2 . Por lo tanto:

El Voltaje del circuito es 32 Voltios.2. Determinar la resistencia equivalente y la intensidad de la corriente de la siguiente conexin. R3=4R1=15

30V

R4=10

R2=16

R5=40

R6=8R7=21R8=17

3. Calcular la resistencia a y Bben el circuito de la figura.

Calculo de resistencia en paralelo entre a y c.

Calculo de resistencia en paralelo entre d y b

Calculo de resistencia en serie entre d y b

Calculo de resistencia en serie entre d y b

Calculo de resistencia en paralelo del trayecto a y b