INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO “SANTIAGO MARIÑO”

PORLAMAR – ESTADO NUEVA ESPARTA

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Julio de 2016

Se origina por el movimiento de los electrones de algún material conductor. Al igual que los átomos y los imanes, las moléculas de electricidad tienen los  dos tipos de carga, positiva y negativa. Cuando las cargas son de signos opuestos, se  atraen.  Las cargas positivas atraen las cargas negativas, pero si  las cargas son iguales se rechazan entre sí. La electricidad creada por frotación se llama estática y la transmitida por corriente es la electricidad dinámica.

Los cuerpos están formados por muchas partes, pero la  parte más pequeña de ellos se llama átomo. El átomo está compuesto por dos tipos de carga: Carga eléctrica positiva  (+), llamada protones.Carga eléctrica negativa (-), llamada electrones.

Las propiedades eléctricas de ciertos materiales ya eran conocidas por civilizaciones antiguas. En el año 600 AC, Tales de Mileto había comprobado que si se frotaba el ámbar, éste atraía hacia sí a objetos más livianos. Se creía que la electricidad residía en el objeto frotado. De ahí que el término "electricidad" provenga del vocablo griego "elektron", que significa ámbar.  Benjamín Franklin fue quien postuló que la electricidad era un fluido y calificó a las sustancias en eléctricamente positivas y negativas de acuerdo con el exceso o defecto de ese fluido. Franklin confirmó también que el rayo era efecto de la conducción eléctrica, a través de un célebre experimento, en el cual la chispa bajaba desde una cometa remontada a gran altura hasta una llave que él tenía en la mano.

A principios del siglo XIX, el conde Alessandro Volta construyó una pila galvánica. Colocó capas de cinc, papel y cobre, y descubrió que si se unía la base de cinc con la última capa de cobre, el resultado era una corriente eléctrica que fluía por el hilo de unión. Este sencillo aparato fue el prototipo de las pilas eléctricas, de los acumuladores y de toda corriente eléctrica producida hasta la aparición de la dínamo. Mientras tanto, Georg Simon Ohm sentó las bases del estudio de la circulación de las cargas eléctricas en el interior de materias conductoras.

Esto llevó a Michael Faraday a suponer que una corriente que circulara cerca de un circuito induciría otra corriente en él. El resultado de su experimento fue que esto sólo sucedía al comenzar y cesar de fluir la corriente en el primer circuito. Sustituyó la corriente por un imán y encontró que su movimiento en la proximidad del circuito inducía en éste una corriente. De este modo pudo comprobar que el trabajo mecánico empleado en mover un imán podía transformarse en corriente eléctrica. Los experimentos de Faraday fueron expresados matemáticamente por James Maxwell, quien en 1873 presentó sus ecuaciones, que unificaban la descripción de los comportamientos eléctricos y magnéticos, y su desplazamiento, a través del espacio en forma de ondas.

Es la manifestación de una Corriente Eléctrica que es generada por una diferencia de Potencial Eléctrico entre dos puntos específicos, uno de los fenómenos del Magnetismo, permitiéndose su aprovechamiento mediante la utilización de un soporte que es justamente un Conductor Eléctrico (sea una red de Cables Eléctricos, como también los Circuitos Eléctricos de un dispositivo electrónico) Como sucede con toda Fuente Energética, ésta puede ser aprovechada para ser transformada en otras energías, teniendo el ejemplo más conocido de su transformación en Luz o Iluminación, como también su utilización en maquinarias para emplear Energía Mecánica en una actividad determinada, o inclusive utilizar aparatos de calefacción que lleven electricidad pasando a ser Energía Térmica.

Es una serie de elementos o componentes eléctricos o electrónicos, tales como resistencias, inductancias, condensadores, fuentes, y/o dispositivos electrónicos semiconductores, conectados eléctricamente entre sí con el propósito de generar, transportar o modificar señales electrónicas o eléctricas. Montajes y Esquemas Eléctricos para representar en el papel los circuitos eléctricos se utilizan una serie de símbolos que simplifican mucho el trabajo. De esta forma cualquier persona puede entender y reproducir un circuito si entiende los símbolos. 

Es una configuración de conexión en la que los bornes o terminales de los dispositivos (generadores, resistencias, condensadores, interruptores, entre otros) se conectan secuencialmente. La terminal de salida de un dispositivo se conecta a la terminal de entrada del dispositivo siguiente.

Es una conexión donde los puertos de entrada de todos los dispositivos (generadores, resistencias, condensadores, etc.) conectados coincidan entre sí, lo mismo que sus terminales de salida.

Se pone de manifiesto una serie de magnitudes eléctricas, como son:

• Fuerza electromotriz (FEM): es la causa que origina el movimiento de los electrones en todo circuito eléctrico.

• Diferencia de potencial (DDP): se conoce como tensión eléctrica y voltaje.

• Cantidad de electricidad (Q): es el numero total de electrones que recorre un conductor.

• Intensidad de corriente (I): es la cantidad de electricidad que atraviesa un conductor en la unidad de tiempo (1 s).

• Densidad de corriente eléctrica: es el numero de amperios que circula por cada mm2 de conductor, esto es, intensidad por unidad de sección.

• Resistencia: es la dificultad que presenta un material al paso de la corriente eléctrica.

Se entiende por el calentamiento experimentado por un conductor al ser atravesado por la corriente eléctrica. Dicho calentamiento se debe al roce de los electrones con los átomos a su paso por el conductor.

• Caloría: cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de un gramo de agua un grado centígrado.• Kilocaloría: cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de un kilogramo de agua un grado centígrado.

1 kcal = 1000 cal.

Al calentarse un metal, la agitación de sus átomos, lo que dificulta el desplazamiento de electrones; el resultado es un aumento de la resistencia en el conductor.

Es la cantidad de trabajo desarrollada en la unidad de tiempo. Es igual al producto de la tensión por la intensidad. Su unidad es el vatio (W). Se mide con un vatímetro.

Postulada por el físico y matemático alemán Georg Simón 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 completó la ley introduciendo la noción de resistencia eléctrica R; que es el factor de proporcionalidad que aparece en la relación entre V I:

V= R * I

Es el conjunto de elementos indispensables para establecer y mantener una corriente eléctrica.

Consta de: el generador, los receptores, los conductores y elementos de maniobra.

Se denomina batería, batería eléctrica, acumulador eléctrico o simplemente acumulador, al dispositivo que almacena energía eléctrica usando procedimientos electroquímicos, que posteriormente la recargan casi en su totalidad; este ciclo puede repetirse por un determinado número de veces. Se trata de un generador eléctrico secundario; es decir, es un generador que no puede funcionar sin que se le haya suministrado electricidad previamente, mediante y como lo que se denomina proceso de carga.

El principio de funcionamiento de un acumulador está basado esencialmente en un proceso reversible llamado reducción-oxidación (también conocida como redox), un proceso en el cual uno de los componentes se oxida (pierde electrones) y el otro se reduce (gana electrones); es decir, un proceso cuyos componentes no resulten consumidos ni se pierdan, también no sino que meramente cambian su estado de oxidación y, que a su vez pueden retornar a su estado original en las circunstancias adecuadas. Estas circunstancias son, en el caso de los acumuladores, el cierre del circuito externo, durante el proceso de descarga, y la aplicación de una corriente, igualmente externa, durante la carga.12365485655

Son una magnitud de voltaje o también llamada tensión o diferencia de potencial. Imaginemos un enchufe de pared de los de 2 “agujeros”, podríamos decir teóricamente que en uno de ellos tenemos 230V y en otro 0V, por lo tanto el voltaje o diferencia de potencial es de 230-0= 230V. Esto no quiere decir que circule corriente ni fluya energía de algún tipo, simplemente “están ahí” hasta que yo conecte algo.

Son una magnitud de intensidad o también llamada corriente eléctrica. En este caso sí existe una circulación de la misma debida a un movimiento de electrones en el interior del conductor (cable).

Es una diferencia de potencial entre dos puntos (teóricamente) no consumirá nada. En el momento de conectar algo a esta diferencia de potencial y generar un flujo de corriente, sí tendremos un consumo de energía. Estos se puede ver claramente en la expresión de la potencia eléctrica activa, donde si la intensidad es cero, la potencia también: 

P = V * I * cos(phi)Potencia = Voltaje * Intensidad * factor de potencia

Para un divisor de corriente con n impedancias, se tiene un esquema similar a este:

La corriente que circula por cada impedancia es el producto de la corriente proporcionada por el generador por todas las demás impedancias (es decir, todas menos por la que pasa la corriente que queremos calcular) dividido entre la suma de todas las posibles combinaciones de productos de impedancias en grupos de n-1 en n-1:

Son fuentes dependientes aquellas cuya tensión o corriente es proporcional a la tensión o corriente por alguna rama del circuitoTenemos cuatro tipos posibles:

Fuente de tensión controlada por tensión.µ ≡ ganancia de tensión en cto. ab. (adimensional)

Fuente de corriente controlada por corriente. β ≡ ganancia de corriente en ccto. (adimensional)

Fuente de tensión controlada por corriente. ρ ≡ resistencia de transferencia o transresistencia (Ω)

Donde:

Fuente de corriente controlada por tensión. ≡ transconductancia (Ω-1)

Donde:

Casos particulares que permiten una clara simplificación:Fuente de tensión controlada por su propia corriente.

V= R I1 , se puede considerar que la fuente equivale a una resistencia de valor R = ρ

Fuente de corriente controlada por su propia tensión.

I = V1/R se puede considerar la fuente como una resisten-cia de valor

Son aquellas cuyas características no dependen de ninguna otra variable de red, aunque pueden variar con el tiempo.

FUENTE DE TENSIÓN O VOLTAJE:Aquella en la que el valor de su voltaje es independiente del valor o dirección de la corriente que lo atraviesa.Impone el voltaje en sus bornas, pero la corriente que lo atraviesa estará impuesta por la red o circuito al que esté conectado.Representación:

Cuando el voltaje es nulo, la característica I-V es igual a la de una resistencia nula (CORTOCIRCUITO). Es decir, anular un generador de voltaje ideal es sustituirlo por un cortocircuito, o bien, la resistencia interna de un generador ideal de voltaje es nula.

FUENTE DE CORRIENTE:Son aquellas en las que el valor y la dirección de la corriente que circula a través de ella es independiente del valor y polaridad del voltaje en sus terminales.Impone la corriente de rama, pero el voltaje en sus bornas estará impuesto por la red a la que esté conectado.Representación:

Cuando la corriente es nula, la característica I-V es igual a la de una conductancia nula (resistencia infinita, CIRCUITO ABIERTO). Es decir, anular un generador de corriente ideal es sustituirlo por un circuito abierto; su resistencia interna es infinita (conductancia nula).

Las fuentes son elementos activos, aunque pueden absorber energía. EJEMPLO:

Generador 1:  (entrega energía: signo negativo de la potencia)Generador 2:  (absorbe energía, se está cargando)Resistencia:  (absorbe energía, disipa calor)La suma total de potencias es cero (la energía que cede un generador la reciben la resistencia y el otro generador).

FUENTES NO IDEALESLas fuentes no ideales incluyen disipación interna, van a tener una resistencia de pérdidas.

Fuente no ideal de voltaje: fuente de voltaje ideal con una resistencia en serie.

Fuente no ideal de corriente: fuente de corriente ideal con una resistencia (conductancia) en paralelo.