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1. Circuitos elctricos de corriente continua
2. 1 15.1. El circuito elctrico A Concepto de energa elctrica
3. 2
4. 3 Diferentes mtodos para producir electricidad:
Generador de corriente continua o dinamo. Si se mueve rpidamente un cable en un campo magntico (prximo a un imn permanente), se establece una corriente de electrones a travs del cable.
Mediante frotacin. Al frotar una barra de mbar contra un trozo de lana, uno de ellos robar los electrones del otro, quedando los dos cargados elctricamente.
Pilas de hidrgeno o pilas de combustible (se hace reaccionar qumicamente hidrgeno lquido y oxgeno).
Placas fotovoltaicas. Cuando inciden fotones (energa electromagntica) sobre ciertos semiconductores se origina corriente elctrica.
Conversores termoelctricos. Cuando se calienta la zona de contacto entre dos metales distintos, se produce un voltaje entre ambos. De momento, su eficiencia todava es muy pequea (alrededor del 7%).
5. 4 B Caractersticas de un circuito de corriente continua.
6. 5 C Smil hidrulico
7. 6 15.2. Magnitudes elctricas A Intensidad de corriente
8. 7 La intensidad de corriente se mide con un aparato denominado ampermetro. El ampermetro siempre se coloca en serie en el circuito, de manera que toda la corriente pase por l. Su smbolo se muestra en la Figura.
9. 8 B Resistencia elctrica
10. 9
11. 10 C Voltaje, tensin o diferencia de potencial
12. 11
13. 12
14. 13 D Ley de Ohm
15. 14
16. 15
17. 16 15.3. Elementos de un circuito
18. 17 A Generador de corriente elctrica
19. 18 Tipos de generadores. Segn el tipo de energa elctrica obtenida, existen, principalmente, dos tipo de generadores:
Generadores de corriente continua: Se caracterizan porque la intensidad de corriente que generan siempre va en el mismo sentido. Los ms importantes son:
Dinamos. Tradicionalmente empleadas en bicicletas, aprovechan la energa mecnica de rotacin de la rueda para producir electricidad.
Placas fotovoltaicas. Aprovechan la luminosidad del Sol, par convertirla en energa elctrica.
Generadores de corriente alterna.
20. 19 Acoplamiento de generadores. A veces suele ocurrir que en un mismo circuito hay acoplado ms de un generador. El resultado final depender de la forma del acoplamiento. En un circuito elctrico sencillo, los generadores se pueden acoplar de tres formas: en serie, en paralelo y mediante acoplamiento mixto.
21. 20 B Acumuladores de corriente elctrica.
Condensadores.
22. 21
23. 22
24. 23 Pilas y bateras. Las pilas y bateras son acumuladores que transforman la energa elctrica en energa qumica. Tienen la cualidad de trabajar tambin como generadores de corriente elctrica, transformando la energa qumica en energa elctrica. Su rendimiento supera el 90%.
Caractersticas de las pilas y bateras:
Resistencia interna. Las pilas internamente transportan electrones desde el polo positivo hasta el polo negativo (a travs del electrlito), gracias a su energa interna. Este electrlito ofrece una resistencia al paso de la corriente, que se denomina resistencia interna (r). Este valor es constante para cada pila o batera.
Capacidad. Es la cantidad de electricidad que puede suministrar la pila o batera en una descarga completa. Se mide en amperios hora (Ah) o miliamperios hora (mAh). Adems, 1Ah = 3.600 culombios (C). La capacidad depende de las dimensiones y materiales con los que est fabricada.
Fuerza electromotriz (e). Es el voltaje que hay entre sus bornes cuando est en circuito abierto. Cuando el circuito al que est conectada est cerrado, la tensin en los bornes (V) disminuye y es igual a V = e (r I); donde la intensidad de corriente ser igual a I = e / (R + r).
Acoplamiento de pilas y bateras. Igual forma que los condensadores.
25. 24 C Elementos de control y maniobra
26. 25 D Elementos de proteccin de circuitos.
27. 26 E Receptores.
Tipos de receptores
28. 27
29. 28 Acoplamiento de receptores. En corriente continua (c.c.), todos los receptores pueden ser considerados, a efectos de clculos, como resistencias elctricas. Los receptores se pueden acoplar o conectar de las siguientes maneras: en serie, en paralelo y mediante acoplamiento mixto (serie-paralelo).
Acoplamiento en serie. Dos receptores estn acoplados en serie cuando la corriente que sale de uno de ellos pasa ntegramente por el otro. Los mtodos para determinar las magnitudes estudiadas anteriormente son:
Clculo de la intensidad total que atraviesa el circuito. Todas las resistencias se pueden hacer equivalentes a una, denominada resistencia equivalente. Cuyo valor es: Req = R1 + R2 +
De esta manera, el circuito se transforma en uno que solamente tiene un receptor, al que se le puede aplicar la ley de Ohm.
I = V / Req
Clculo de la tensin entre los bornes de cada receptor. Se aplica la ley de Ohm a ese tramo del circuito.
I = V1 / R1; I = V2 / R2; V1 = I R1; V2 = I R2
Al despreciar las prdidas por efecto Joule, la suma de los voltajes o diferencias de potencial en los extremos de cada receptor es igual a la fem del generador y, por tanto, se considera que no tiene resistencia interna.
30. 29 Acoplamiento en paralelo. Aqu, la corriente que atraviesa uno de los receptores ya no pasa por ningn otro.
Clculo de la resistencia equivalente. Viene dado por la expresin:
Donde R1, R2, R3, son cada una de las resistencias en paralelo de que consta el circuito.
Intensidad total que atraviesa el circuito e intensidades parciales:
I = V / Req
Las diferencias de potencial en los extremos de cada receptor son las mismas e iguales a la fuerza electromotriz que tiene el generador (despreciando su resistencia interna). Por tanto,
V1 = V2 = V3 = = V.
Luego, I1 = V/R1; I2 = V/R2; I3 = V/R3.
Y la intensidad total: I = I1 + I2 + I3 +
31. 30 Acoplamiento mixto de receptores.
Se da cuando hay receptores acoplados en serie y en paralelo.
Para determinar la resistencia equivalente, se hace por partes. En nuestro ejemplo, primero se calcula la resistencia equivalente de los dos receptores que estn acoplados en serie y luego se determina la resistencia equivalente total en el circuito en paralelo.
La intensidad total se calcula mediante la ley de Ohm.
Por ltimo, quedar por resolver las intensidades y tensiones en cada uno de los elementos.
32. 31
33. 32 15.4. Leyes de Kirchhoff A Primera ley de Kirchhoff
34. 33 B Segunda ley de Kirchhoff
35. 34
36. 35
37. 36 15.5. Distribucin de energa elctrica A Transformadores elctricos (c.a)
38. 37
39. 38 B Cada de tensin en el transporte de electricidad
40. 39 C Clculo de lneas.
41. 40 15.6. Simbologa, esquemas elctricos y planos
42. 41 15.7. Circuitos elctricos domsticos A Densidad de corriente y clculo de secciones.
43. 42
44. 43 15.8. Montaje y experimentacin de circuitos de c.c. Puente de Wheatstone.
45. 44 Medida de intensidades mediante shunt.
46. 45 15.9. Normas de seguridad en instalaciones elctricas Caractersticas de los conductores (cables).
Aislamiento. Tipo V (PVC) hasta 750 V los conductores rgidos y 440V los flexibles.
Identificacin de colores (corriente monofsica).
- Amarillo-verde (a rayas) para las tomas de tierra.
- Azul, negro y marrn para las fases.
Secciones mnimas.
- 1,5mm2 para alumbrado.
- 2,5mm2 para enchufes.
- 4mm2 para lavadoras y calentador elctrico.
- 6mm2 para cocina, horno, aire acondicionado, etc.
Cada de tensin mxima.
- Desde el origen al punto de consumo de 1,5%.
47. 46 Situacin de los conductores en las paredes.
