P08-Presentación en diapositivas de electricidad
¿Qué es la electricidad?
Es el conjunto de fenómenos físicos relacionados con la atracción de cargas negativas o positivas. Se manifiesta en una gran variedad de fenómenos conocidos como la iluminación, electricidad estática, inducción electromagnética y el flujo de corriente eléctrica.
corriente eléctrica y diferencia de potencial
Corriente 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, un fenómeno que puede aprovecharse en el electroimán.
Diferencia de potencial- Es el trabajo que debe realizar un campo electrostático para mover una carga positiva q desde el punto de referencia,1 dividido por unidad de carga de prueba. Dicho de otra forma, es el trabajo que debe realizar una fuerza externa para traer una carga unitaria q desde la referencia hasta el punto considerado en contra de la fuerza eléctrica. Matemáticamente se expresa por:
intensidad de corriente
La intensidad de corriente es la cantidad de carga eléctrica que transporta un conductor por unidad de tiempo.
La intensidad instantánea I será:
Si la intensidad permanece constante, utilizando incrementos finitos de tiempo, podemos definirla como:
Ley de ohm
La ley de Ohm establece que la intensidad eléctrica que circula entre dos puntos de un circuito eléctrico es directamente proporcional a la tensión eléctrica entre dichos puntos, existiendo una constante de proporcionalidad entre estas dos magnitudes. Dicha constante de proporcionalidad es la conductancia eléctrica, que es inversa a la resistencia eléctrica.
La ecuación matemática que describe esta relación es:
donde, I es la corriente que pasa a través del objeto en amperios, V es la diferencia de potencial de las terminales del objeto en voltios, G es la conductancia en siemens y R es la resistencia en ohmios (Ω). Específicamente, la ley de Ohm dice que la R en esta relación es constante, independientemente de la corriente.1
Esta ley tiene el nombre del físico alemán Georg Ohm, que en un tratado publicado en 1827, halló valores de tensión y corriente que pasaba a través de unos circuitos eléctricos simples que contenían una gran cantidad de cables. Él presentó una ecuación un poco más compleja que la mencionada anteriormente para explicar sus resultados experimentales. La ecuación de arriba es la forma moderna de la ley de Ohm.
Esta ley se cumple para circuitos y tramos de circuitos pasivos que, o bien no tienen cargas inductivas ni capacitivas (únicamente tiene cargas resistivas), o bien han alcanzado un régimen permanente (véase también «Circuito RLC» y «Régimen transitorio (electrónica)»). También debe tenerse en cuenta que el valor de la resistencia de un conductor puede ser influido por la temperatura.
ejemplo de problema de ley de ohm resuelto
I=V/R
I=12/22000= 0.00054 A
corriente continua y corriente alterna
Corriente continua-La corriente continua o corriente directa (CC en español, en inglés DC, de Direct Current) es el flujo continuo de electrones a través de un conductor entre dos puntos de distinto potencial. A diferencia de la corriente alterna (CA en español, AC en inglés), en la corriente continua las cargas eléctricas circulan siempre en la misma dirección (es decir, los terminales de mayor y de menor potencial son siempre los mismos).
Aunque comúnmente se identifica la corriente continua con la corriente constante (por ejemplo la suministrada por una batería),
es continua toda corriente que mantenga siempre la misma polaridad.
Corriente alterna-Se denomina corriente alterna (abreviada CA en español y AC en inglés, de alternating current) a la corriente eléctrica
en la que la magnitud y el sentido varían cíclicamente. La forma de oscilación de la corriente alterna más comúnmente
utilizada es la de una oscilación senoidal (figura 1), puesto que se consigue una transmisión más eficiente de la energía.
Sin embargo, en ciertas aplicaciones se utilizan otras formas de oscilación periódicas, tales como la triangular o la cuadrada.
Utilizada genéricamente, la CA se refiere a la forma en la cual la electricidad llega a los hogares y a las empresas.
Sin embargo, las señales de audio y de radio transmitidas por los cables eléctricos, son también ejemplos de corriente alterna.
En estos usos, el fin más importante suele ser la transmisión y recuperación de la información codificada (o modulada) sobre la señal de la CA.
Componente electrónicos: diodos, condensadores,LED,transistores
Un diodo es un componente electrónico de dos terminales que permite la circulación de la corriente eléctrica a través de él en un solo sentido.
Este término generalmente se usa para referirse al diodo semiconductor, el más común en la actualidad; consta de una pieza de cristal semiconductor
conectada a dos terminales eléctricos. El diodo de vacío (que actualmente ya no se usa, excepto para tecnologías de alta potencia)
es un tubo de vacío con dos electrodos: una lámina como ánodo, y un cátodo.
De forma simplificada, la curva característica de un diodo (I-V) consta de dos regiones: por debajo de cierta diferencia de potencial,
se comporta como un circuito abierto (no conduce), y por encima de ella como un circuito cerrado con una resistencia eléctrica muy pequeña.
Debido a este comportamiento, se les suele denominar rectificadores, ya que son dispositivos capaces de suprimir la parte negativa de cualquier señal,
como paso inicial para convertir una corriente alterna en corriente continua. Su principio de funcionamiento está basado en los experimentos de Lee De Forest.
Los primeros diodos eran válvulas o tubos de vacío, también llamados válvulas termoiónicas constituidos por dos electrodos rodeados de vacío en un tubo de cristal,
con un aspecto similar al de las lámparas incandescentes. El invento fue desarrollado en 1904 por John Ambrose Fleming, empleado de la empresa Marconi,
basándose en observaciones realizadas por Thomas Alva Edison
Al igual que las lámparas incandescentes, los tubos de vacío tienen un filamento (el cátodo) a través del cual circula la corriente, calentándolo por efecto Joule.
El filamento está tratado con óxido de bario, de modo que al calentarse emite electrones al vacío circundante los cuales son conducidos electrostáticamente
hacia una placa, curvada por un muelle doble, cargada positivamente (el ánodo), produciéndose así la conducción.
Evidentemente, si el cátodo no se calienta, no podrá ceder electrones. Por esa razón,
los circuitos que utilizaban válvulas de vacío requerían un tiempo para que las válvulas se calentarán antes de poder funcionar y las válvulas se quemaban con mucha facilidad
Un condensador es un dispositivo pasivo, utilizado en electricidad y electrónica, capaz de almacenar energía sustentando un campo eléctrico.
Está formado por un par de superficies conductoras, generalmente en forma de láminas o placas, en situación de influencia total
(esto es, que todas las líneas de campo eléctrico que parten de una van a parar a la otra) separadas por un material dieléctrico o por el vacío.
Las placas, sometidas a una diferencia de potencial, adquieren una determinada carga eléctrica, positiva en una de ellas y negativa en la otra,
siendo nula la variación de carga total.
Aunque desde el punto de vista físico un condensador no almacena carga ni corriente eléctrica,
sino simplemente energía mecánica latente; al ser introducido en un circuito se comporta en la práctica como un elemento "capaz" de almacenar la energía eléctrica
que recibe durante el periodo de carga, la misma energía que cede después durante el periodo de descarga.
Un led es un diodo semiconductor que emite luz. Se usan como indicadores en muchos dispositivos, y cada vez con mucha más frecuencia,
en iluminación. Presentado como un componente electrónico en 1962, los primeros ledes emitían luz roja de baja intensidad,
pero los dispositivos actuales emiten luz de alto brillo en el espectro infrarrojo, visible y ultravioleta.
Cuando un led se encuentra en polarización directa, los electrones pueden recombinarse con los huecos en el dispositivo,
liberando energía en forma de fotones. Este efecto es llamado electroluminiscencia y el color de la luz
se determina a partir de la banda de energía del semiconductor. Por lo general, el área de un led es muy pequeña,
y se pueden usar componentes ópticos integrados para formar su patrón de radiación.
Los ledes presentan muchas ventajas sobre las fuentes de luz incandescente y fluorescente,
principalmente con un consumo de energía mucho menor, mayor tiempo de vida, tamaño más pequeño, gran durabilidad,
resistencia a las vibraciones, no es frágil, reduce considerablemente la emisión de calor que produce el efecto invernadero en nuestro planeta,
no contienen mercurio a comparación de la tecnología fluorescente o de inducción magnética que si contienen mercurio, no crean campos magnéticos
altos como la tecnología de inducción magnética con los cuales se crea mayor radiación hacia el ser humano, cuentan con un alto factor de CRI,
reducen ruidos en las líneas eléctricas, son especiales para utilizarse con sistemas foto voltaicos a comparación de cualquier otra tecnología actual,
no les afecta el encendido intermitente y esto no reduce su vida promedio, son especiales para sistemas anti-explosión ya que no es fácil quebrar
un diodo emisor de luz y cuentan con una alta fiabilidad.
Los ledes con la potencia suficiente para la iluminación de interiores son relativamente caros y requieren una corriente eléctrica más precisa,
por su sistema electrónico para funcionar con voltaje alterno y requieren de disipadores de calor cada vez más eficientes a comparación de las bombillas
fluorescentes de potencia equiparable.
Ledes de distintos colores.
Los ledes en la actualidad se pueden acondicionar o incorporarse en un porcentaje mayor al 90% de todas las tecnologías de iluminación actuales,
por ejemplo: en casas, oficinas, industrias, edificios, etc. Y debido a sus altas frecuencias de operación son también útiles en tecnologías
avanzadas de comunicaciones. Los ledes infrarrojos también se usan en unidades de control remoto de muchos productos comerciales incluyendo televisores,
cámaras de monitoreo, reproductores de DVD, entre otras aplicaciones domésticas.
El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor que cumple funciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador.
El término «transistor» es la contracción en inglés de transfer resistor («resistencia de transferencia»).
Actualmente se encuentran prácticamente en todos los aparatos electrónicos de uso diario: radios, televisores, reproductores de audio y video, etc.
Esquema eléctrico (cómo se representa cada componente)
Aparatos de medición (voltímetro, amperímetro, ohmetro, polímetro)
Un voltímetro es un instrumento que sirve para medir la diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito eléctrico.
Un amperímetro es un instrumento que sirve para medir la intensidad de corriente que está circulando por un circuito eléctrico.
Ohmetro es un aparato que mide la oposicion al flujo de electrones a traves de un conductor
El polímetro es un instrumento que permite verificar el perfecto funcionamiento de un circuito eléctrico.