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5/10/2018 Tecnologia Electrica I - slidepdf.com

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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN SUPERIOR

FUNDACIÓN “MISIÓN SUCRE”

ALDEA UNIVERSITARIA “LOS PIJIGUAOS”

LAS FLORES – ESTADO BOLÍVAR

TTRRAABBAAJJOO DDEE TTEECCNNOOLLOOGGÍ Í AA EELLÉÉCCTTRRIICCAA II

PROFESOR: ING. JUAN MARRERO

TRIUNFADORES: MEDINA GUEVARA, JOSE LUIS

C.I.: 13.385.907

RIVERO SALAZAR, OSCAR DANIEL

C.I.: 20.020.692

LAS FLORES, 19 DE SEPTIEMBRE DE 2011



ÍNDICE

Pág.

INTRODUCCIÓN…….………………………………………………….5

1.- Introducción a la Electricidad………………………………………6

1.1.- Historia de la Electricidad………………………………………………...6

1.2.- Obtención de la Electricidad…………………………………………….7

1.2.1.- Electricidad por Frotamiento…………………….…………….7

1.2.2.- Electricidad por Acción Química…………….………………..8

1.2.3.- Electricidad por Magnetismo…………………………………..9

1.2.4.- Electricidad por Presión………………………………………..11

1.2.5.- Electricidad por Calor…………………………………………..12

1.2.6.- Electricidad por la Luz………………………………………….13

1.3.- Tipos de Electricidad…………………………….………………………..14

1.3.1.- Electricidad Estática…………………….………………………141.3.2.- Electricidad Dinámica…………………………………………..14

1.4.- Transporte de la Electricidad…………………….………………………14

1.5.- Importancia de la Electricidad en la Industria………………………….15

1.6.- Importancia de la Electricidad en el Hogar……………………………..15

1.7.- Importancia de la Electricidad en la Medicina………...………………..17

1.8.- Importancia de la Electricidad en los Servicios Públicos……………..17

1.9.- Generación de la Energía Eléctrica……………………………….……..18

1.9.1.- Centrales Eléctricas………………………………….………….19

1.9.2.- Energía Solar……………………………………………………..19



1.9.3- Energía Eólica……………………………...……………………..20

1.9.4- Energía Geotérmica………………………………………………20

1.9.5.- Energía de la Biomasa…………………………………………..21

1.9.6.- Energía Mareomotriz…………………………………………….22

1.9.7.- Centrales Hidroeléctricas…………………….…………………22

1.10.- ¿Qué es la Electricidad?.........................................................24

1.11.- Tensión Eléctrica……………….………………..……………….24

1.12.- Corriente Eléctrica…………………………….………………….25

1.13.- Resistencia Eléctrica…………………………………………….26

1.14.- Tipos de Corrientes Eléctricas………………………………….26

1.15.- Conductores………………………………………………………27

1.16.- Aislantes………………………………………..…………………28

1.17.- Semiconductores……………………………….………………..28

2.- Seguridad Eléctrica…………………………………….…………….30

2.1.- Reglas Básicas de la Seguridad…………………………………………30

2.2.- Reglas de Seguridad para evitar Choques Eléctricos,

Quemaduras y Lesiones Mecánicas……………………………….…………31

2.3.- Riesgos Eléctricos…………………………………………………………32

2.4.- ¿Qué es el Choque Eléctrico (Shock)?................................................33

2.5.- ¿Qué factores están relacionados con el Choque Eléctrico?..............34

2.6.- Efectos que tiene la Intensidad de la Corriente

en la Electrocución…………………………………………………….………..34

2.7.- Clasificación de las Corrientes Eléctricas según

su efecto en el Organismo…………………………………………….……….36



2.8- ¿Cómo es la Impedancia en el Cuerpo Humano?................................36

2.9.- Primeros Auxilios en caso de Electrocución…………………………..37

3.- Herramientas para Trabajos de Electricidad…………..…………38

3.1.- Herramientas para Trabajos Básicos de Electricidad…………..……..38

3.1.1.- Destornilladores……………………………………..…………..38

3.1.2.- Alicates……………………………………………………………38

3.1.3.- Navaja del Electricista……………………………….…………..39

4.- Instrumentos de Medición Básica de Electricidad………………..40

4.1.- Equipos de Mediciones Eléctricas Básicas………………….………….404.1.1.- El Voltímetro………………………………………….…………..40

4.1.2.- El Amperímetro…………………………………….…………….41

4.1.3.- El Óhmetro………………………………………..……………...42

4.1.4.- El Probador de Tensión…………………………………………43

CONCLUSIONES………………………………………………………..………………44

BIBLIOGRAFÍA…………………………………………………………..………………45

WEBGRAFÍA……………………………………………………………..………………46



INTRODUCCIÓN

El hombre ha aprendido a obtener electricidad y sabe como manejarla yponerla a su servicio, haciendo uso mas racional de ella, aunque en un principio

sólo era capaz de arrancar chispas a la materia.

Este trabajo expone los distintos métodos aplicados para extraer o generar

electricidad de la materia, así como los distintos usos y aplicaciones donde ella

esta presente.

Dado que la electricidad tiene suprema importancia en nuestra vida diaria yquizás aun más en la industria y el comercio, nos enfocaremos a detallar y explicar

algunos conceptos, de los cuales muchos estarán claros para nosotros, pero

habrá uno que otro en los que tal vez solo tengamos una vaga idea de la realidad

de los mismos.



1.- Introducción a la Electricidad

1.1.- Historia de la Electricidad

Uno de sus hitos iniciales puede situarse hacia el año 600 a. C., cuando elfilósofo griego Tales de Mileto observó que frotando una varilla de ámbar con una

piel o con lana, se podía causar la aparición de una chispa. Cerca de la antigua

ciudad griega de Magnesia se encontraban las denominadas piedras de

Magnesia , que incluían magnetita. Los antiguos griegos observaron que los trozos

de este material se atraían entre sí, y también a pequeños objetos de hierro. Las

palabras magneto (equivalente en español a imán) y magnetismo derivan de ese

topónimo.

La electricidad evolucionó históricamente desde la simple percepción del

fenómeno, a su tratamiento científico, que no se haría sistemático hasta el siglo

XVIII. Se registraron a lo largo de la Edad Antigua y Media otras observaciones

aisladas y simples especulaciones, así como intuiciones médicas (uso de peces

eléctricos en enfermedades como la gota y el dolor de cabeza) referidas por

autores como Plinio el Viejo y Escribonio Largo, u objetos arqueológicos de

interpretación discutible, como la Batería de Bagdad, un objeto encontrado en Iraken 1938, fechado alrededor de 250 a. C., que se asemeja a una celda

electroquímica. No se han encontrado documentos que evidencien su utilización,

aunque hay otras descripciones anacrónicas de dispositivos eléctricos en muros

egipcios y escritos antiguos.



1.2.- Obtención de la Electricidad

La electricidad se obtiene a gran escala a través de las Centrales

Hidroeléctricas o Termoeléctricas, fuente de energía térmica (combustibles,

geotermia, energía solar, energía nuclear) o energía mecánica (energías eólica,hidráulica, mareomotriz), la cual acciona unos aparatos motores, por ejemplo,

turbinas. Las turbinas, acopladas a alternadores, convierten su energía mecánica

en energía eléctrica, que luego es distribuida a la red. En la actualidad, las únicas

instalaciones de gran potencia son las centrales termoeléctricas (que funcionan

con combustibles como carbón, petróleo o gas) y las centrales hidroeléctricas (que

funcionan por la fuerza de la caída de aguas en las grandes represas o los

caudales de ríos).

1.2.1.- Electricidad por Frotamiento

Los antiguos griegos ya sabían que el ámbar frotado con lana adquiría la

propiedad de atraer cuerpos ligeros.

Todos estamos familiarizados con los efectos de la electricidad estática,

incluso algunas personas son más susceptibles que otras a su influencia. Ciertosusuarios de automóviles sienten sus efectos al cerrar con la llave (un objeto

metálico puntiagudo) o al tocar la chapa del coche.

Para explicar como se origina la electricidad estática, hemos de considerar

que la materia está hecha de átomos, y los átomos de partículas cargadas, un

núcleo rodeado de una nube de electrones. Normalmente, la materia es neutra,

tiene el mismo número de cargas positivas y negativas.

Algunos átomos tienen más facilidad para perder sus electrones que otros.Si un material tiende a perder algunos de sus electrones cuando entra en contacto

con otro, se dice que es más positivo en la serie Triboeléctrica. Si un material

tiende a capturar electrones cuando entra en contacto con otro material, dicho

material es más negativo en la serie triboeléctrica.



1.2.2.- Electricidad por Acción Química

Como su nombre lo indica se trata de la obtención de electricidad

empleando algunas sustancias en estado líquido y otras en estado sólido, las

cuales entran en reacción química (en cierta disposición física ó colocación)obteniendo como resultado una fuerza electromotriz (fem) que genera una

corriente eléctrica a través de un circuito exterior conectado a los terminales de

dicho dispositivo; ejemplo de ello son la pila eléctrica y el acumulador automotriz.

Fig. 1. Obtención de electricidad por acción química



1.2.3.- Electricidad por Magnetismo

El principio de la Inducción Electromagnética es el más utilizado en la

práctica para la generación de corriente eléctrica, de hecho los generadores

industriales emplean este principio: las plantas hidroeléctricas, termoeléctricas,diesel-eléctricas, etc.

Fig. 2.- Ciclo de un generador

Consiste en hacer pasar una bobina múltiple frente a un campo magnético

constante (es decir, sin variaciones), al pasar los conductores activos de dichas

bobinas frente al campo magnético, estás cortan las líneas de flujo magnético en

dirección perpendicular a dichas líneas de flujo, lo que induce una tensión eléctrica

ó fuerza electromotriz (fem) en los conductores activos de la bobina que cortan el

campo magnético y se crea una corriente de electrones a través de los

conductores activos. En los generadores electromagnéticos reales se utilizan



varios grupos de bobinas múltiples que permiten obtener altas tensiones de

corriente eléctrica para fines prácticos.

Fig.3.- Regla de la mano izquierda para determinar la dirección

de la corriente inducida

La fuerza electromotriz inducida tendrá una dirección determinada por laRegla de la mano izquierda, como se muestra en la figura anterior, en donde el

dedo pulgar nos indica la dirección del movimiento del conductor activo, el dedo

índice nos señala la dirección del las líneas de flujo magnético y el dedo medio

nos muestra la dirección de la corriente inducida en el conductor activo que corta

las líneas del campo magnético, registrada la magnitud de la fem inducida por el

voltímetro conectado al conductor activo.



1.2.4.- Electricidad por Presión

Otro sistema de generar una fuerza electromotriz consiste en someter a

presión mecánica algunos materiales como cristales de cuarzo, turmalina o sales

de rochelle, se produce un desplazamiento de carga en las superficies de suscaras dando como resultado el que aparezca una diferencia de potencial entre

ellas. Este fenómeno es conocido como efecto piezo-eléctrico y la fuerza

electromotriz así generada se le llama piezo-electricidad. El efecto es temporal,

solo mientras permanece la presión aplicada.

El efecto puede continuarse alternando la presión a las caras del cristal

entre valores de comprensión y tensión lo que generará una fuerza electromotriz

(fem) alterna. Inversamente, conectando los lados opuestos de un cristal piezo-

eléctrico a una fuente de tensión alterna se crean vibraciones continuas a lo largo

del cristal. Entre las aplicaciones más comunes se mencionan las sales de

rochelle y otros cristales extensamente usados en la construcción de brazos

fonográficos y micrófonos para convertir las vibraciones sonoras (mecánicas) en

correspondientes vibraciones eléctricas (pulsos eléctricos). La tensión de salida de

un fonocaptor es aproximadamente de un voltio y la tensión de salida de micrófono

de cristal es de aproximadamente de una centésima de voltio. (1/100) . Tambiénse utilizan en la construcción de hidrófonos sumergibles y estetoscopios, piezo-

eléctricos. En todas estas aplicaciones los cristales se usan para generar una

fuerza electromotriz cuando son sometidos a vibración mecánica ó sonido.

Fig.4.-Obtención de electricidad al golpear un cristal



1.2.5.- Electricidad por Calor

Para obtener una Fuerza Electromotriz (fem) acompañada de una corriente

eléctrica por medio de calor basta unir dos metales diferentes como el cobre y el

hierro, por ambos extremos, y a una de las uniones aumentar la temperaturaaplicando calor, en el extremo contrario se presentara una tensión eléctrica y

corno consecuencia, un flujo de electrones, a este fenómeno se le conoce como

"Efecto Termoeléctrico". Generalmente a estos empates (pares de metales

térmicos como se les conoce) se les mide el voltaje generado del orden de

millonésimas de voltio. A las uniones de hierro-cobre se ha encontrado que genera

aproximadamente 7 micro-voltios por cada grado centígrado de diferencia entre

los extremos unidos. El más usado en la práctica es la unión de cobre-constatan,que produce hasta 40 micro voltios por cada grado centígrado de diferencia de

temperatura.

Fig.5.- Corriente termoeléctrica



1.2.6.- Electricidad por la Luz

Existen en la naturaleza algunos materiales que reaccionan a la luz en

general, es decir que son sensibles a las radiaciones luminosas, tanto naturales

como artificiales. A los materiales que presentan esta propiedad ó característica seles denomina foto-sensitivos. Este fenómeno consiste en que al incidir un haz

luminoso sobre la superficie de un material foto-sensitivo produce electricidad

desalojando ó emitiendo electrones libres de su superficie, fenómeno que se

conoce como desprendimiento foto-eléctrico. Los materiales más usados son el

cesio, el selenio, el bario, el estroncio, el litio y otros materiales alcalinos. Parte de

la energía de la luz llamada fotones es transferida a los electrones libres dentro del

material y los lanza fuera de la superficie del mismo, con lo que se obtiene eldesprendimiento foto eléctrico, que es estudiado por la foto electricidad.

Actualmente existen tres tipos de dispositivos foto eléctricos, clasificados

como: foto emisivos, foto voltaicos y foto conductivos. Entre ellos están los que

Utilizan en aplicaciones de control: Un dispositivo foto eléctrico puede operar un

relevador siempre que un haz luminoso caiga sobre él, dicho relevador puede abrir

las puertas de un garaje automáticamente con las luces delanteras del automóvil;

operar un registrador mecánico y contar los objetos que se interponen entre unafuente luminosa y la celda foto eléctrica; conectar una alarma; abrir una puerta;

etc., y muchas más aplicaciones son controladas por la energía liberada por la

luz.

Fig.6.- Celda fotovoltaica



1.3.- Tipos de Electricidad

La energía eléctrica se puede presentar principalmente en dos formas que

describen a continuación:

1.3.1.- Electricidad Estática

La electricidad estática es un fenómeno que se debe a una acumulación de

cargas eléctricas en un objeto. Esta acumulación puede dar lugar a una descarga

eléctrica cuando dicho objeto se pone en contacto con otro.

La electricidad estática se produce cuando ciertos materiales se frotan uno

contra el otro, como lana contra plástico o las suelas de zapatos contra laalfombra, donde el proceso de frotamiento causa que se retiren los electrones de

la superficie de un material y se reubiquen en la superficie del otro material que

ofrece niveles energéticos más favorables.

1.3.2.- Electricidad Dinámica

La electricidad dinámica se produce cuando existe una fuente permanente

de electricidad que provoca la circulación permanente de electrones por un

conductor. Tales fuentes permanentes de electricidad pueden ser químicas o

electromecánicas.

1.4.- Transporte de la Electricidad

Una línea de transporte de energía eléctrica es básicamente el medio físico

mediante el cual se realiza la transmisión de la energía eléctrica a grandes

distancias hasta los puntos de consumo. Está constituida tanto por el elemento

conductor, usualmente cables de cobre o aluminio, como por sus elementos de

soporte, torres y postes.



1.5.- Importancia de la Electricidad en la Industria

La necesidad de aumentar la producción de bienes a un mínimo costo

obligó a reemplazar la mano de obra por maquinarias eficientes. Esto pudo

llevarse a cabo en forma masiva a raíz del desarrollo de los motores eléctricos.

En una empresa de bebidas gaseosas podemos observar como las correas

transportadoras llevan las botellas a las máquinas llenadoras tapadoras para ser

llenadas y luego son transportadas para ser empacadas, estas máquinas

necesitan energía eléctrica para su operación.

Fig.7.- Industrias de aparatos eléctricos

1.6.- Importancia de la Electricidad en el Hogar

El uso de la electricidad en la vida moderna es imprescindible. Difícilmente

una sociedad puede concebirse sin el uso de la electricidad.

La industria eléctrica, a través de la tecnología, ha puesto a la disposición

de la sociedad el uso de artefactos eléctricos que facilitan las labores del hogar,

haciendo la vida más placentera.



Las máquinas o artefactos eléctricos que nos proporcionan comodidad en el

hogar, ahorro de tiempo y disminución en la cantidad de quehaceres, se

denominan electrodomésticos.

Entre los electrodomésticos más utilizados en el hogar citaremos: cocinaeléctrica, refrigerador, tostadora, microonda, licuadora, lavaplatos, secador de

pelo, etc.

Existe también otro tipo de artefactos que nos proporcionan

entretenimiento, diversión, y que son también herramientas de trabajo y fuentes de

información como: el televisor, el equipo de sonido, los video juegos, las

computadoras, etc.

Fig.8.- Electrodomésticos que hacen la vida cómoda en el hogar



1.7.- Importancia de la Electricidad en la Medicina

Desde que la electricidad fue descubierta, siempre ha estado al servicio de

la medicina a través de los distintos instrumentos y máquinas usadas en esta área

(equipos para radiaciones de cobalto, equipos de rayos X, equipos paratomografías, equipos para electrocardiogramas, etc.), y ha contribuido a

numerosos avances en la ciencia e investigación.

Fig.9.- Equipos médicos que funcionan con electricidad

1.8.- Importancia de la Electricidad en los Servicios Públicos

La electricidad en los servicios al público se manifiesta, entre otros, a través

de: alumbrado público en plazas, parques, autopistas, túneles, carreteras, etc.,

con el fin de proporcionar seguridad y visibilidad a los peatones y mejor

desenvolvimiento del tráfico automotor en horas nocturnas; los semáforos en la vía

pública permiten regular y controlar el flujo de vehículos.

También en los medios de comunicación apreciamos la importancia de la

electricidad, ya que el funcionamiento de la radio, televisión, cine, la emisión de la

prensa, etc. depende en gran parte de este tipo de energía.



Diversas herramientas y maquinarias que funcionan con electricidad son

empleadas en nuestra comunidad para reparar o acondicionar nuestras

urbanizaciones.

Fig.10.- Electricidad al servicio del público

1.9.- Generación de la Energía Eléctrica

En general, la generación de energía eléctrica consiste en transformar

alguna clase de energía química, mecánica, térmica o luminosa, entre otras, en

energía eléctrica. Para la generación industrial se recurre a instalaciones

denominadas centrales eléctricas, que ejecutan alguna de las transformaciones

citadas. Estas constituyen el primer escalón del sistema de suministro eléctrico.



1.9.1.- Centrales Eléctricas

Las centrales eléctricas son las diferentes plantas encargadas de la

producción de energía eléctrica y se sitúan, generalmente, en las cercanías de

fuentes de energía básicas (ríos, yacimientos de carbón, etc.). También puedenubicarse próximas a las grandes ciudades y zonas industriales, donde el consumo

de energía es elevado.

Los generadores o alternadores son las máquinas encargadas de la

obtención de la electricidad. Estas maquinarias son accionadas por motores

primarios. El motor primario junto con el generador forman un conjunto

denominado grupo.

1.9.2.- Energía Solar

Se denomina energía solar fotovoltaica a la obtención de energía eléctrica a

través de paneles fotovoltaicos. Los paneles, módulos o colectores fotovoltaicos

están formados por dispositivos semiconductores tipo diodo que, al recibir

radiación solar, se excitan y provocan saltos electrónicos, generando una pequeña

diferencia de potencial en sus extremos. El acoplamiento en serie de varios deestos fotodiodos permite la obtención de voltajes mayores en configuraciones muy

sencillas y aptas para alimentar pequeños dispositivos electrónicos. A mayor

escala, la corriente eléctrica continua que proporcionan los paneles fotovoltaicos

se puede transformar en corriente alterna e inyectar en la red eléctrica

Fig.11.- Panel solar o fotovoltaico



1.9.3- Energía Eólica

La energía eólica es la que se obtiene del viento, es decir, de la energía

cinética generada por efecto de las corrientes de aire o de las vibraciones que el

dicho viento produce. Los molinos de viento se han usado desde hace muchossiglos para moler el grano, bombear agua u otras tareas que requieren una

energía. En la actualidad se usan aerogeneradores para generar electricidad,

especialmente en áreas expuestas a vientos frecuentes, como zonas costeras,

alturas montañosas o islas

Fig.12.- Aprovechamiento de la energía del viento

1.9.4- Energía Geotérmica

La energía geotérmica es aquella energía que puede obtenerse mediante el

aprovechamiento del calor del interior de la Tierra. El calor del interior de la Tierra

se debe a varios factores, entre los que caben destacar el gradiente geotérmico, el

calor radiogénico, etc. Geotérmico viene del griego geo (Tierra), y thermos (calor);

literalmente "calor de la Tierra". Las altas temperaturas que existen en el interior

del globo terráqueo producen un vapor natural a 200°C aproximadamente. Esta

energía térmica acciona directamente las turbinas de vapor de las centrales

geotérmicas. El subsuelo terrestre es una reserva de energía prácticamente

inagotable, pero es de difícil acceso y por lo tanto poco aprovechable.



Se produjo energía eléctrica geotérmica por primera vez en Larderello,

Italia, en 1904. Desde ese tiempo, el uso de la energía geotérmica para

electricidad ha crecido mundialmente a cerca de 8.000 megawatt de los cuales

EE. UU. genera 2.700 MW.

Fig.13.- Obtención de la energía geotérmica

1.9.5.- Energía de la Biomasa

La energía de la biomasa es un tipo de energía renovable procedente del

aprovechamiento de la materia orgánica e inorgánica formada en algún proceso

biológico o mecánico, generalmente, de las sustancias que constituyen los seres

vivos (plantas, ser humano, animales, entre otros), o sus restos y residuos. El

aprovechamiento de la energía de la biomasa se hace directamente (por ejemplo,

por combustión), o por transformación en otras sustancias que pueden seraprovechadas más tarde como combustibles o alimentos.

Podemos encontrar desde instalaciones de pequeño tamaño para uso

doméstico (chimeneas u hogares de leña), de tamaño mediano (digestores de

residuos ganaderos en granjas), o de gran tamaño (centrales térmicas que



queman residuos agrícolas o forestales para obtener electricidad, o suministrar

calefacción a un distrito o ciudad, etc.).

Fig.14.- Energía de la biomasa

1.9.6.- Energía Mareomotriz

Es aquella energía eléctrica consecuencia de la energía de las mareas.

Parten del cambio de nivel periódico y las corrientes de agua de mares, océanos,

lagos, etc. Cuando la marea está alta, se retiene agua del mar en la zona deembalse; al bajar la marea, el agua retorna al mar a través de las maquinas,

haciendo funcionar las mismas. El conjunto de "máquina motriz – generador" se

denomina grupo-bulbo y en su interior se ubican un generador, los equipos

correspondientes y una hélice (turbina eléctrica del tipo Kaplan de eje horizontal o

inclinado).

1.9.7.- Centrales Hidroeléctricas

Una central hidroeléctrica es aquella que se utiliza para la generación de

energía eléctrica mediante el aprovechamiento de la energía potencial del agua

embalsada en una presa situada a más alto nivel que la central. El agua se lleva



por una tubería de descarga a la sala de máquinas de la central, donde mediante

enormes turbinas hidráulicas se produce la electricidad en alternadores. Las dos

características principales de una central hidroeléctrica, desde el punto de vista de

su capacidad de generación de electricidad son:

La potencia, que es función del desnivel existente entre el nivel medio del

embalse y el nivel medio de las aguas debajo de la central, y del caudal

máximo turbinable, además de las características de la turbina y del

generador.

La energía garantizada en un lapso determinado, generalmente un año, que

está en función del volumen útil del embalse, de la pluviometría anual y de

la potencia instalada.

Fig.15.- Esquema de una central hidráulica



1.10.- ¿Qué es la Electricidad?

La electricidad (del griego ήλεκτρον elektron , cuyo significado es ámbar) es

un fenómeno físico cuyo origen son las cargas eléctricas y cuya energía se

manifiesta en fenómenos mecánicos, térmicos, luminosos y químicos, entre otros.

La electricidad es originada por las cargas eléctricas, en reposo o en

movimiento, y las interacciones entre ellas. Cuando varias cargas eléctricas están

en reposo relativo se ejercen entre ellas fuerzas electrostáticas. Cuando las

cargas eléctricas están en movimiento relativo se ejercen también fuerzas

magnéticas. Se conocen dos tipos de cargas eléctricas: positivas y negativas. Los

átomos que conforman la materia contienen partículas subatómicas positivas

(protones), negativas (electrones) y neutras (neutrones).

Fig.16.- La electricidad en forma natural

1.11.- Tensión Eléctrica

La tensión eléctrica o diferencia de potencial (en algunos países también se

denomina voltaje) es una magnitud física que cuantifica la diferencia de potencial

eléctrico entre dos puntos. También se puede definir como el trabajo por unidad de

carga ejercido por el campo eléctrico sobre una partícula cargada para moverla

entre dos posiciones determinadas. Se puede medir con un voltímetro.



La tensión es independiente del camino recorrido por la carga y depende

exclusivamente del potencial eléctrico de los puntos A y B en el campo eléctrico,

que es un campo conservativo.

Fig.17.- Simbología de equipos con tensión y peligro de electrocución

1.12.- Corriente Eléctrica

La corriente o intensidad eléctrica es el flujo de carga por unidad de tiempo

que recorre un material. Se debe al movimiento de los 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. Una corriente eléctrica, puesto

que se trata de un movimiento de cargas, produce un campo magnético, lo que se

aprovecha en el electroimán.

El instrumento usado para medir la intensidad de la corriente eléctrica es el

galvanómetro que, calibrado en amperios, se llama amperímetro, colocado en

serie con el conductor cuya intensidad se desea medir.

Fig.18.- Flujo de electrones y protones



1.13.- Resistencia Eléctrica

La resistencia eléctrica de un objeto es una medida de su oposición al paso

de corriente.

Descubierta por Georg Ohm en 1827, la resistencia eléctrica tiene un

parecido conceptual a la fricción en la física mecánica. La unidad de la resistencia

en el Sistema Internacional de Unidades es el ohmio (Ω). Para su medición en la

práctica existen diversos métodos, entre los que se encuentra el uso de un

ohmímetro. Además, su cantidad recíproca es la conductancia, medida en

Siemens.

Para una gran cantidad de materiales y condiciones, la resistencia eléctricadepende de la corriente eléctrica que pasa a través de un objeto y de la tensión en

los terminales de este. Esto significa que, dada una temperatura y un material, la

resistencia es un valor que se mantendrá constante.

1.14.- Tipos de Corrientes Eléctricas

En la práctica, los dos tipos de corrientes eléctricas más comunes son:

corriente directa (CD) o continua y corriente alterna (CA). La corriente directa

circula siempre en un solo sentido, es decir, del polo negativo al positivo de la

fuente de fuerza electromotriz (FEM) que la suministra. Esa corriente mantiene

siempre fija su polaridad, como es el caso de las pilas, baterías y dinamos.

Gráfico de una corriente directa (C.D.)

o continua (C.C.).

Gráfico de la sinusoide que posee una

corriente alterna (C.A.).



La corriente alterna se diferencia de la directa en que cambia su sentido de

circulación periódicamente y, por tanto, su polaridad. Esto ocurre tantas veces

como frecuencia en Hertz (Hz) tenga esa corriente. A la corriente directa (C.D.)

también se le llama "corriente continua" (C.C.).

La corriente alterna es el tipo de corriente más empleado en la industria y

es también la que consumimos en nuestros hogares. La corriente alterna de uso

doméstico e industrial cambia su polaridad o sentido de circulación 50 ó 60 veces

por segundo, según el país de que se trate. Esto se conoce como frecuencia de la

corriente alterna.

En los países de Europa la corriente alterna posee 50 ciclos o Hertz (Hz)

por segundo de frecuencia, mientras que los en los países de América la

frecuencia es de 60 ciclos o Hertz.

1.15.- Conductores

Conductores son todos aquellos materiales o elementos que permiten que

los atraviese el flujo de la corriente o de cargas eléctricas en movimiento. Siestablecemos la analogía con una tubería que contenga líquido, el conductor sería

la tubería y el líquido el medio que permite el movimiento de las cargas.

Fig.20.- Caja con conductores eléctricos



1.16.- Aislantes

Los materiales aislantes son aquellos que no se prestan como vehículo

para la transmisión de las cargas eléctricas. Estos materiales suelen ser

empleados para proteger las instalaciones eléctricas y hacer más seguro sumanipulación, sin riesgos. Como ejemplo se tiene el plástico, los cables están

recubiertos de plástico, como las personas que trabajan con altos voltajes usan

guantes de plásticos gruesos.

Fig.21.- Trabajador con guantes aislantes

1.17.- Semiconductores

Los semiconductores son materiales cuya conductancia eléctrica puede ser

controlada de forma permanente o dinámica variando su estado desde conductor

a aislante.

Entre esos elementos o materiales se encuentran el silicio (Si), el galio (Ga)

y el germanio (Ge).

Los átomos de esos elementos son menos propensos a ceder electrones

cuando los atraviesa una corriente eléctrica y su característica principal es dejarla

pasar en un solo sentido e impedirlo en sentido contrario.



Debido a su uso en dispositivos tales como los transistores (y por tanto en

computadoras) y en los laseres, la búsqueda de nuevos materiales

semiconductores y la mejora de los materiales existentes es un importante campo

de estudio en la ciencia de materiales

Fig.22.- Microprocesador fabricado a base de semiconductores



2.- Seguridad Eléctrica

2.1.- Reglas Básicas de la Seguridad

1.- El orden y la vigilancia dan seguridad al trabajo. Colabora en conseguirlo.

2.- Corrige o da aviso de las condiciones peligrosas e inseguras.

3.- No uses máquinas o vehículos sin estar autorizado para ello.

4.- Usa las herramientas apropiadas y cuida de su conservación. Al terminar el

trabajo déjalas en el sitio adecuado.

5.- Utiliza, en cada paso, las prendas de protección establecidas. Mantenlas en

buen estado.

6.- No quites sin autorización ninguna protección de seguridad o señal de

peligro. Piensa siempre en los demás.

7.- Todas las heridas requieren atención. Acude al servicio médico o botiquín.

8.- No gastes bromas en el trabajo. Si quieres que te respeten respeta a losdemás.

9.- No improvises, sigue las instrucciones y cumple las normas. Si no las

conoces, pregunta.

10.- Presta atención al trabajo que estás realizando. Atención a los minutos

finales. La prisa es el mejor aliado del accidente.



2.2.- Reglas de Seguridad para evitar Choques Eléctricos, Quemaduras y

Lesiones Mecánicas

1.- Toda instalación debe considerarse bajo tensión mientras no se compruebe

lo contrario con los aparatos adecuados.

2.- No realices nunca reparaciones en instalaciones o equipos con tensión.

Asegúrate y pregunta.

3.- Si trabajas con máquinas o herramientas alimentadas por tensión eléctrica,

aíslate. Utiliza prendas y equipos de seguridad.

4.- Si observas alguna anomalía en la instalación eléctrica, comunícala. Notrates de arreglar lo que no sabes.

5.- Si los cables están gastados o pelados, o los enchufes rotos se corre un

grave peligro, por lo que deben ser reparados de forma inmediata.

6.- Al menor chispazo desconecta el aparato o máquina.

7.- Presta atención a los calentamientos anormales en motores, cables,

armarios...notifícalo.

8.- Si notas cosquilleo al utilizar un aparato, no esperes más: desconéctalo.

Notifícalo.

9.- Presta especial atención a la electricidad si trabajas.

TODO TRABAJO DE ELECTRICIDAD REQUIERE LA MÁXIMA ATENCIÓN



2.3.- Riesgos Eléctricos

Un riesgo es una condición ambiental o humana cuya presencia o

modificación puede producir un accidente o una enfermedad ocupacional. Por

regla general, todas las instalaciones eléctricas tienen implícito un riesgo. Eltratamiento preventivo de la problemática del riesgo eléctrico obliga a saber

identificar y valorar las situaciones irregulares, antes de que suceda algún

accidente. Por ello, es necesario conocer claramente el concepto de riesgo de

contacto con la corriente eléctrica. A partir de ese conocimiento, del análisis de los

factores que intervienen y de las circunstancias particulares, se tendrán criterios

objetivos que permitan detectar la situación de riesgo y valorar su grado de

peligrosidad. Identificado el riesgo, se han de seleccionar las medidas preventivasaplicables.

Para determinar el nivel del riesgo de la instalación o el equipo y en particular

la existencia del alto riesgo, la situación debe ser evaluada por una persona

calificada en electrotecnia y deberá basarse en los siguientes criterios:

a. Que existan condiciones peligrosas, plenamente identificables,

especialmente carencia de medidas preventivas específicas contra losfactores de riesgo eléctrico; equipos, productos o conexiones defectuosas;

insuficiente capacidad para la carga de la instalación eléctrica; distancias

menores a las de seguridad; materiales combustibles o explosivos en

lugares donde se presente arco eléctrico; presencia de lluvia, tormentas

eléctricas y contaminación.

b. Que el peligro tenga un carácter inminente, es decir, que existan indicios

racionales de que la exposición al riesgo conlleve a que se produzca el

accidente. Esto significa que la muerte o una lesión física grave, un

incendio o una explosión, puede ocurrir antes de que se haga un estudio a

fondo del problema, para tomar las medidas preventivas.

c. Que la gravedad sea máxima, es decir, que haya gran probabilidad de

muerte, lesión física grave, incendio o explosión, que conlleve a que una



parte del cuerpo o todo, pueda ser lesionada de tal manera que se inutilice

o quede limitado su uso en forma permanente o que se destruyan bienes

importantes cercanos a la instalación.

d. Que existan antecedentes comparables, el evaluador del riesgo debe

referenciar al menos un antecedente ocurrido con condiciones similares.

Fig.23.- Evidente riesgo eléctrico de electrocución

2.4.- ¿Qué es el Choque Eléctrico (Shock)?

Se denomina choque eléctrico al hecho de recibir una sacudida o descarga

eléctrica, con o sin producción de daños materiales y/o personales.



2.5.- ¿Qué factores están relacionados con el Choque Eléctrico?

Existen una serie de factores relacionados directamente a un choque eléctrico,

sin embargo los dos factores que más afectan a la gravedad del accidente son:

Intensidad de corriente

Duración del contacto eléctrico.

Otros factores que también afectan aunque en menor medida en la gravedad de

un accidente eléctrico son:

Resistencia del cuerpo humano.

Tensión aplicada. Frecuencia de la corriente.

Trayecto de la corriente a través del cuerpo.

Capacidad de reacción de la persona.

2.6.- Efectos que tiene la Intensidad de la Corriente en la Electrocución

Según el tiempo de exposición y la dirección de paso de la corriente

eléctrica para una misma intensidad pueden producirse lesiones graves, tales

como: asfixia, fibrilación ventricular, quemaduras, lesiones secundarias a

consecuencia del choque eléctrico, tales como caídas de altura, golpes, etc.

Paro cardíaco: Se produce cuando la corriente pasa por el corazón y su efecto en

el organismo se traduce en un paro circulatorio por parada cardíaca.

Asfixia: Se produce cuando la corriente eléctrica atraviesa el tórax. el

choque eléctrico tetaniza el diafragma torácico y como consecuencia de ello

los pulmones no tienen capacidad para aceptar aire ni para expulsarlo. Este

efecto se produce a partir de 25-30 mA.



Quemaduras: Internas o externas por el paso de la intensidad de corriente a

través del cuerpo por Efecto Joule o por la proximidad al arco eléctrico. Se

producen zonas de necrosis (tejidos muertos), y las quemaduras pueden

llegar a alcanzar órganos vecinos profundos, músculos, nervios e inclusos a

los huesos. La considerable energía disipada por efecto Joule, puede

provocar la coagulación irreversible de las células de los músculos

estriados e incluso la carbonización de las mismas.

Tetanización: O contracción muscular. Consiste en la anulación de la

capacidad de reacción muscular que impide la separación voluntaria del

punto de contacto (los músculos de las manos y los brazos se contraen sin

poder relajarse). Normalmente este efecto se produce cuando se superan

los 10 mA. Fibrilación ventricular: Se produce cuando la corriente pasa por el corazón y

su efecto en el organismo se traduce en un paro circulatorio por rotura del

ritmo cardíaco. El corazón, al funcionar incoordinadamente, no puede

bombear sangre a los diferentes tejidos del cuerpo humano. Ello es

particularmente grave en los tejidos del cerebro donde es imprescindible

una oxigenación continua de los mismos por la sangre. Si el corazón fibrila

el cerebro no puede mandar las acciones directoras sobre órganos vitalesdel cuerpo, produciéndose unas lesiones que pueden llegar a ser

irreversibles, dependiendo del tiempo que esté el corazón fibrilando. Si se

logra la recuperación del individuo lesionado, no suelen quedar secuelas

permanentes. Para lograr dicha recuperación, hay que conseguir la

reanimación cardíaca y respiratoria del afectado en los primeros minutos

posteriores al accidente. Se presenta con intensidades del orden de 100

mA y es reversible si el tiempo es contacto es inferior a 0.1 segundo.

La fibrilación se produce cuando el choque eléctrico tiene una

duración superior a 0.15 segundos, el 20% de la duración total del ciclo

cardíaco medio del hombre, que es de 0.75 segundos.

Lesiones permanentes: Producidas por destrucción de la parte afectada del

sistema nervioso (parálisis, contracturas permanentes, etc.)



2.7.- Clasificación de las Corrientes Eléctricas según su efecto en el

Organismo

Las corrientes se han clasificado según su intensidad y la acción sobre el

organismo, en diversas formas, siendo las más acertadas las siguientes: Intensidades inferiores a 25 mA: se comprueba la aparición de

contracciones musculares, sin ninguna influencia nociva sobre el corazón.

Intensidades de 25mA a 80mA: Ocasionan parálisis temporal cardiaca y

respiratoria.

Intensidades de 80mA a 4A: Esta es la zona de intensidad particularmente

peligrosa de producir la fibrilación ventricular.

Intensidades superiores a 4A: Produce parálisis cardiaca y respiratoria asícomo graves quemaduras.

2.8- ¿Cómo es la Impedancia en el Cuerpo Humano?

Considerando que el cuerpo humano, en condiciones normales de aislamiento,

presenta unos 3.000 ohm de resistencia y en vista de tantos factores particulares y

generales que pueden influir en un contacto eléctrico, los investigadores dividen el

valor de la resistencia en las personas en tres gamas:

Primera, en lugares húmedos y poco aislantes de 500 a 1.000 ohm

Segundo, en lugares normales, de 1.000 a 2.000 ohm

Tercera, en lugares secos o aislados de 2.000 a 3.000 ohm

Pero, ¿somos capaces en todo momento cuando trabajamos o tenemos relación

con la electricidad de apreciar cuál de los valores expuestos es el que nuestro

cuerpo presenta?

No. Es difícil saberlo; por lo tanto éstos valores sirven de orientación nada más.



2.9.- Primeros Auxilios en caso de Electrocución

¿Qué se debe hacer?

Llamar inmediatamente a su servicio de Emergencias Médicas, pedirayuda.

Antes de tocar a la víctima, quitar la corriente.

Apartarlo con un objeto aislante (palo, caucho, papel seco).

Si hay paro respiratorio dar respiración boca a boca.

Si hay paro al corazón, hacer masaje cardíaco.

Tratar las quemaduras o fracturas posibles.

Trasladarlo a un centro asistencial.

Precauciones:

No emplear objetos metálicos para separar a la víctima de la corriente.

No retirar al accidentado pasándole los brazos por debajo de las axilas que

al estar sudorosas son un medio de conducción eléctrica.



3.- Herramientas para Trabajos de Electricidad

3.1.- Herramientas para Trabajos Básicos de Electricidad

Todo técnico en electricidad debe contar con herramientas adecuadas pararealizar trabajos de su rama, entre las principales tenemos:

3.1.1.- Destornilladores

Básicamente se podrían dividir en tres tipos, el de punta estrecha de

tamaño medio y otro largo, para manipular tornillos y el cruciforme que se utiliza

sobre todo en los tornillos de los electrodomésticos

Fig24.- Destornilladores para diferentes usos

3.1.2.- Alicates

Empleados principalmente para labores de retener sujetar y remodelar

cables. Podemos encontrar las siguientes variedades:

Alicate Universal

Compuesto por tres partes diferenciadas. Pinza para trabajar sobre

los conductores; mandíbulas estriadas y sección cortante.



Alicates de Tijas Cónicas

Para dar la forma adecuada a los terminales de los conductores que

deban fijarse con tornillos.

Alicates Cortantes

Creado con el objetivo de seccionar cables, de forma más práctica

que con los universales.

Pinzas Desnudadoras

Emparentados con los alicates aunque no lo son, su función es la de

eliminar la protección aislante de los cables conductores.

Fig.25.- Tipos de alicates

3.1.3.- Navaja del Electricista

Para realizar cortes sobre todo y en muchos casos desnudar cables. Si

desnuda cables con la navaja, apoye el cable en una superficie dura y nunca

sobre la mano.

Fig.26.- Navaja de electricista



4.- Instrumentos de Medición Básica de Electricidad

4.1.- Equipos de Mediciones Eléctricas Básicas

Las mediciones eléctricas se realizan con aparatos especialmentediseñados según la naturaleza de la corriente; es decir, si es alterna, continua o

pulsante. Los instrumentos se clasifican por los parámetros, tales como tensión,

resistencia e intensidad.

De cualquier forma, la descripción de los instrumentos básicos de medición

las detallaremos a continuación:

4.1.1.- El Voltímetro

Un voltímetro es aquel aparato o dispositivo que se utiliza a fin de medir, de

manera directa o indirecta, la diferencia potencial entre dos puntos de un circuito

eléctrico. Se usa tanto por los especialistas y reparadores de artefactos eléctricos,

como por aficionados en el hogar para diversos fines; la tecnología actual ha

permitido poner en el mercado versiones económicas y al mismo tiempo precisaspara el uso general, dispositivos presentes en cualquier casa de ventas dedicada

a la electrónica.

Los voltímetros, en esencia, están constituidos de un galvanómetro sensible

que se conecta en serie a una resistencia extra de mayor valor. A fin de que

durante el proceso de medición no se modifique la diferencia de potencial, lo mejor

es intentar que el voltímetro utilice la menor cantidad de electricidad posible. Lo

anterior es posible de regular con un voltímetro electrónico, el que cuenta con un

circuito electrónico con un adaptador de impedancia.

Para poder realizar la medición de la diferencia potencial, ambos puntos

deben encontrarse de forma paralela. En otras palabras, que estén en paralelo

quiere decir que se encuentre en derivación sobre los puntos de los cuales



queremos realizar la medición. Debido a lo anterior, el voltímetro debe contar con

una resistencia interna lo más alta que sea posible, de modo que su consumo sea

bajo, y así permitir que la medición de la tensión del voltímetro se realice sin

errores. Para poder cumplir con este requerimiento, los voltímetros que basan su

funcionamiento en los efectos electromagnéticos de la corriente eléctrica, poseen

unas bobinas con hilo muy fino y de muchas espiras, a fin de que, aún contando

con una corriente eléctrica de baja intensidad, el aparato cuente con la fuerza

necesaria para mover la aguja.

Fig.26.- El voltímetro

4.1.2.- El Amperímetro

Un amperímetro es un instrumento que sirve para medir la intensidad de

corriente que está circulando por un circuito eléctrico. Un microamperímetro está

calibrado en millonésimas de amperio y un miliamperímetro en milésimas de

amperio.



Si hablamos en términos básicos, el amperímetro es un simple

galvanómetro (instrumento para detectar pequeñas cantidades de corriente) con

una resistencia en paralelo, llamada shunt . Disponiendo de una gama de

resistencias shunt , podemos disponer de un amperímetro con varios rangos o

intervalos de medición. Los amperímetros tienen una resistencia interna muy

pequeña, por debajo de 1 ohmio, con la finalidad de que su presencia no

disminuya la corriente a medir cuando se conecta a un circuito eléctrico.

El aparato descrito corresponde al diseño original, ya que en la actualidad

los amperímetros utilizan un conversor analógico/digital para la medida de la caída

de tensión en un resistor por el que circula la corriente a medir. La lectura del

conversor es leída por un microprocesador que realiza los cálculos para presentaren un display numérico el valor de la corriente eléctrica circulante.

Fig.27.- Amperimetro

4.1.3.- El Óhmetro

Un óhmetro, Ohmímetro, u Ohmniómetro es un instrumento para medir la

resistencia eléctrica.

El diseño de un óhmetro se compone de una pequeña batería para aplicar

un voltaje a la resistencia bajo medida, para luego mediante un galvanómetro

medir la corriente que circula a través de la resistencia.



La escala del galvanómetro está calibrada directamente en ohmios, ya que

en aplicación de la ley de Ohm, al ser el voltaje de la batería fijo, la intensidad

circulante a través del galvanómetro sólo va a depender del valor de la resistencia

bajo medida, esto es, a menor resistencia mayor intensidad de corriente y

viceversa.

Fig.28. Óhmetro

4.1.4.- El Probador de Tensión

El probador o también llamado buscapolos, son muy prácticos para verificar

la existencia de tensión; utilizan una lámpara de neón en el mango del

destornillador que al encenderse delata la presencia de tensión.

Fig.29.- Probador de tensión o buscapolos



CONCLUSIONES

Con este trabajo hemos aprendido que la electricidad es un conjunto de

fenómenos producidos por las cargas eléctricas. Éstas si están en reposo reciben

el nombre de “Electrostática” y en movimiento se conoce como “Electrodinámica”.

Existen los “Conductores” que son aquellos que permiten el paso de la

corriente eléctrica, ya que puestos en contacto con un material cargado con

electricidad transmite ésta a todos los puntos de su superficie, y los “Aislantes”

que son aquellos que no conducen la electricidad, ya que cumplen la función de

sujetar el conductor manteniéndolo aislado, estos pueden ser vidrio, porcelana,

goma, caucho, plástico.

Dentro de la Corriente Eléctrica esta la Corriente Alterna que consiste en unmovimiento oscilatorio de los electrones; y la Corriente Continua en donde el flujo

de electrones es siempre en un sentido.

La Intensidad de Corriente es la carga eléctrica que pasa a través de una

sección del conductor en la unidad de tiempo, y se expresa en Coulomb partido

por segundo, y su unidad de medida es el Amperio.

La Tensión eléctrica es el trabajo realizado para mover una carga eléctrica

de un punto a otro en un campo eléctrico. El Voltaje es la diferencia de la cargaeléctrica entre dos puntos.

La Resistencia Eléctrica es la dificultad que tiene la corriente eléctrica, se

mide en ohmios.

Como la electricidad en la mayoría de los casos no es visible a nuestros

ojos, existen un conjunto de aparatos y dispositivos que nos facilitan las medidas

muy precisas de las magnitudes eléctricas, ya mencionadas.

Para la manipulación de los aparatos eléctricos siempre debemos tenerpresentes un conjunto de normas y reglas básicas, que nos ayudan a evitar

choques eléctricos y en muchos casos riesgos que nos podrían llevar hasta la

muerte

Gracias a grandes personajes que descubrieron la electricidad hoy día

podemos facilitarnos muchos trabajos en nuestra vida cotidiana.



BIBLIOGRAFÍA

ELECTRICIDAD BÁSICA. ARBOLEDAS, DAVID. STARBOOK EDITORIAL

FUNDAMENTOS FISICOS DE LA INGENIERIA: ELECTRICIDAD YELECTRONICA (2º ED). VV.AA. S.A. MCGRAW-HILL / INTERAMERICANA DEESPAÑA

INSTALACIONES SOLARES FOTOVOLTAICAS. ROLDAN VILORIA, JOSE.

EDITORIAL THOMSON PARANINFO



WEBGRAFÍA

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http://www.edenorchicos.com/edenorchicos/jsp/paginas/electricidad.jsp

http://www.asifunciona.com/electrotecnia/ke_corriente_electrica/ke_corriente_elect

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http://www.rena.edu.ve/SegundaEtapa/tecnologia/laelectricidad.html

http://www.iutlv.edu.ve/iutlv/materia/MANUAL%20TALLER%20I/UNIDAD%20II_SE

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http://orepale.nireblog.com/post/2008

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