domingo, 8 de noviembre de 2009

Introducción a la Electricidad

Ley de Ohm

Entre las tres variables o magnitudes que encontramos en un circuito existe una estrecha relación, ya que si se modifica una de ellas influirá en el resto. Esta relación está definida por la “Ley de Ohm”, su enunciado es el siguiente:

La corriente eléctrica que fluye por un circuito es directamente proporcional a la tensión e inversamente proporcional a la resistencia”.

Qué significado tiene esto, bueno diremos que la corriente o amperaje que atraviesa un determinado circuito o camino se encuentra con una resistencia que dificulte su paso.
En consecuencia:
Si se eleva la tensión, aumentará la corriente.
Si disminuye la tensión, disminuirá la corriente.
Si se eleva la resistencia, disminuirá la corriente.
Si disminuye la resistencia, aumentará la corriente.


Esto es aplicable en forma práctica, si conocemos en un circuito cuál es la resistencia y cuál es la tensión aplicada podremos saber cuál es la corriente que circulará por él, y en consecuencia dimensionar los conductores.
Usaremos la siguiente fórmula:
I = E / R
o sus derivadas si fuera necesario
E = I x R , R = E/ I

I: corriente
E: tensión
R: resistencia


Por ejemplo tenemos una lámpara con una resistencia de 300 ohms, y le aplicamos una tensión de 220 volts, podemos averiguar qué corriente circulará por ese circuito.
I = E / R
I = ?
E= 220 volts
R= 300 ohms
I = 220 volts / 300 ohms = 0,733 ampers

En realidad, para poder dimensionar una instalación, conectar una máquina o artefacto lo que se debe tener en cuenta es la potencia, ésta será en función de la tensión y la corriente.
Como ya se ha mencionado, la potencia es la capacidad de realizar un trabajo.
Conociendo la potencia de un artefacto y con qué tensión funciona, se puede conocer la cantidad de corriente que circulará a través de la línea o los conductores.
Para ello también tendremos una serie de fórmulas:
P = E x I
E= P/ I , I= P / E
P: Potencia
I: corriente
E: tensión
Pongamos un ejemplo:
Tenemos un reflector de 1000 watt de potencia y no sabemos si el cable con que lo cinectaremos será indicado para esa potencia.
Debemos conocer la corriente de dicho circuito, y aplicamos la siguiente fórmula:

I= P / E


Otro ejemplo:
Tenemos una lámpara de 75 watt, y esta funcioná con 220 volts, con estos datos podemos averiguar con que corriente trabaja y cual es su resistencia.
Datos : P: 75 watt E:220 volt I:? R:?
1° paso I = P / E = 75 / 220 = 0,34 amper
2° paso R = E / I = 220 / 0,34 = 645,35 ohms
Cuando hablamos de corriente eléctrica debemos distinguir 2 tipos. Corriente alterna y corriente continua.
Como dijimos anteriormente la corriente eléctrica es el desplazamiento de esas pequeñas partículas llamadas electrones a través de un conductor.
Este desplazamiento se puede realizar en un solo sentido durante todo el tiempo que circula, en este caso decimos que la corriente es continua.
Este tipo de corriente es generada comúnmente por acción química, y podemos encontrarla en pilas, baterías, y también en células fotovoltaicas (paneles solares). No solo se obtiene en forma química también se obtiene de generadores llamados dínamos, y su forma de producción es por medios electro-magnéticos.
También podemos encontrar que el desplazamiento de electrones no se realizá en un solo sentido (va y vuelve constantemente). En el caso del suministro eléctrico en Argentina cambia de sentido 50 veces por segundo, a esta variación se la llama frecuencia.
Además de cambiar el sentido la corriente alterna cambia de intensidad, es decir, de valor. Pasa de valor cero a un máximo y vuelve a cero en los 2 sentidos. Aunque el voltímetro y amperímetro marquen un valor constante.
Este tipo de corriente es proporcionada por generadores llamados alternadores, ubicados en grandes plantas generadoras, por ejemplo en complejos hidroeléctricos como "El Chocón" y "Yaciretá".
Es el tipo utilizado en viviendas, comercios e industria, por capacidad de aplicación practica superior a la continua.


Existe un instrumento de medición llamado osciloscopio en el cual puede verse graficadas la forma de la onda de la corriente eléctrica. Se lo utiliza mucho en electrónica para poder calibrar equipos de todo tipo, pero si lo utilizamos en electricidad también podremos ver graficadas las ondas de Corriente alterna y continua.
Otra de las ventajas de este instrumento es que pueden medirse con respecto a un sistema de ejes cartesianos.
Lo que veríamos es el siguiente gráfico (los valores del ejemplo son arbitrarios).
Corriente Trifásica y Monofásica

Corriente monofásica
En todas las casas, a menos que estas sean muy grandes, encontramos esta forma de alimentación, la cual consiste en un cable vivo y un neutro, el vivo por decir de alguna manera trae la corriente, y el neutro permite cerrar el circuito hacia la línea de alimentación.
Se utiliza en viviendas ya que no es necesario manejar grandes potencias, su tensión o voltaje es siempre de 220 volts (siempre teniendo en cuenta entre vivo y neutro, a esto se denomina diferencia de potencial), y la corriente que circula es baja con respecto a los niveles utilizados en el uso industrial.


Potencia y Energía



POTENCIA: es la cantidad de trabajo que se puede realizar. Su unidad de medida es el watt, y se mide con el watímetro.
Para explicar qué es la potencia debemos tener en cuenta qué es la tensión y la intensidad; por ejemplo, si tenemos una determinada cantidad de hombres con una determinada fuerza cada uno, relizaremos un trabajo en un determinado tiempo (tendremos "x" potencia), si aumentamos la cantidad de hombres (dispondremos de mayor potencia), o si tenemos la misma cantidad de personas con más fuerza, también lo harán en menos tiempo (también dispondremos de mayor potencia).
ENERGIA: es la capacidad para realizar un trabajo. La energía eléctrica consumida será la cantidad de potencia consumida en un determina período de tiempo, el trabajo realizado. Se mide en kilowatt/hora, y es lo que registra el medidor ubicado en el pilar, en base a esa medición se determina el consumo y se elabora la factura.
PARA MOVER UN AUTO BASTARA UN SOLO HOMBRE Y PARA REALIZAR ESTE TRABAJO TARDARA UN DETERMINADO TIEMPO.
PARA MOVER UN CAMION NO SOLO SERAN NECESARIOS MAS HOMBRES (MAS POTENCIA) SINO QUE ADEMAS SE TARDARA MAS TIEMPO.
PARA REALIZAR UN TRABAJO MAYOR SERA NECESARIO EMPLEAR MAS ENERGIA POR MAS TIEMPO

Conceptos Básicos sobre la electricidad

MATERIA, MOLÉCULA Y ÁTOMO

Se puede definir como materia todo aquello que tiene volumen, peso y ocupa un lugar en el espacio y es perceptible a través de los sentidos.
La materia está compuesta por moléculas, estas a su vez están formadas por átomos de distintos elementos, que son los que podemos ver en una tabla periódica, la unidad más pequeña que pertenece a un elemento son los átomos.
Un elemento tiene todos sus átomos iguales.
Los átomos tienen la estructura del sistema solar , son tan pequeños que en la cabeza de un alfiler caben millones y millones. Están compuestos por un núcleo, donde se encuentran los protones (con carga eléctrica positiva), y los neutrones (sin carga eléctrica). En la periferia se mueven los electrones (con carga eléctrica negativa) a una velocidad de 300.000 km/seg (velocidad de la luz), el número de electrones y protones de un átomo es el mismo, por lo tanto están eléctricamente neutralizados.

¿QUÉ ES LA CORRIENTE ELÉCTRICA?
La corriente eléctrica puede definirse como la acumulación o el desplazamiento de electrones a través de en un material.
Esta se genera cuando los electrones saltan de un átomo otro y comienzan a circular, cuando un átomo gana un electrón, automáticamente pierde uno que salta al átomo siguiente. En algunos casos un elemento pierde electrones los cuales se acumulan en otro, un elemento queda con falta de electrones (cargado positivamente) mientras que otro elemento ha ganado electrones (cargado negativamente). Si tocamos estos 2 elementos compensan o igualan su carga eléctrica y se neutralizan (se produce un proceso inverso)

MATERIALES CONDUCTORES Y AISLADORES
De todos los materiales que existen en la naturaleza, algunos son más aptos al pasaje de los electrones, en cambio otros lo dificultan y en algunos casos hasta lo impiden.
Denominamos materiales conductores a aquellos que permiten la circulación de la corriente eléctrica. Mientras que denominamos materiales aisladores a aquellos que impiden la circulación de la corriente eléctrica.
Dentro de los conductores existen diversas calidades, propias del material, el mejor conductor es el oro, pero por el costo se utiliza el cobre o aluminio.
Dentro de los conductores que se utilizan en instalaciones existen dos tipos fundamentales:
Tipo cable: tiene muchos filamentos, es flexible y se utiliza para instalaciones fijas o artefactos eléctricos.
Tipo alambre: tiene un solo filamento de alambre, se aplica en tableros o conexiones especiales.

SIMBOLOGÍA ELÉCTRICA
Los símbolos son objetos gráficos que representan algo, por ejemplo en este caso un objeto material. Los símbolos eléctricos representan los materiales, objetos o componentes utilizados en una instalación o circuito y su forma de interconexión y conexión externa.
Los símbolos están conforme a normas nacionales e internacionales y hasta podríamos decir que comprenderlos e interpretarlos es como saber otro lenguaje, no importa el lugar del mundo donde nos encontremos siempre sabremos interpretar un plano eléctrico.
Si, es muy importante saber que pueden variar por las normas propias de cada país, pero difícilmente si los conocemos no podamos apreciar las diferencias.
En la República Argentina los símbolos eléctricos son aprobados por el IRAM (Instituto Argentino de Normalización) y por la AEA (Asociación Electrotécnica Argentina).


jueves, 5 de noviembre de 2009

Nociones de electricidad

CONCEPTOS BÁSICOS INSTALACIONES ELÉCTRICAS
MAGNITUDES ELÉCTRICAS
INTENSIDAD DE LA CORRIENTE:
La intensidad es la cantidad de electricidad que puede pasar por un conductor. En el caso de una tensión constante, un conductor dejará pasar más electricidad según vaya creciendo su diámetro. La intensidad de una corriente se expresa en amperios (A) o en miliamperios (mA).
TENSIÓN:
La tensión se puede comparar con la presión del agua. Cuanto más grande sea la presión, más agua se podrá transportar en un mismo lapso de tiempo. Una tensión elevada permite pues hacer circular mejor la electricidad. La tensión se expresa en voltios (V).
RESISTENCIA:
Para transportar la electricidad se utilizan materiales de baja resistencia (por ejemplo el cobre). La resistencia de un conductor depende de su longitud, de su diámetro y del tipo de material del que se compone. Se expresa en ohmios (símbolo:Ω).
POTENCIA:
La electricidad se transforma en calor, en luz o en movimiento. Por lo tanto no todas las bombillas aclaran de la misma manera y no todos los motores tienen la misma potencia. Por eso todos los aparatos eléctricos están provistos de una plaquita que indica su potencia (unidad de medición: el watt (W)).
CONSUMO:
El consumo resulta de la potencia. Le basta con multiplicar la potencia (en vatios o kilowatt) por el tiempo real de funcionamiento. La unidad de consumo es el kilovatio/hora (kWh), o sea un consumo de 1 kilovatio significa 1000 vatios durante un periodo de una hora.
Un pequeño convector de 1500 W que funciona ininterrumpidamente durante una hora consume 1500 vatios/hora o 1,5 kilovatios/hora (kWh). Una lamparita de noche de 17 W debe funcionar 59 horas para gastar 1 kWh. El consumo es registrado por el contador de electricidad.
Fuente: Bricoficha