Descripción: ELECTRICIDAD Y ELECTRONICA INDUSTRIAL.- ELECTRONICA INDUSTRIAL BASICA
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ELECTRICIDAD Y ELECTRONICA INDUSTRIAL .- APLICACIONES DE ELECTRECIDAD Y ELECTRONICA UNIDAD 4.- ( Dispositivos de control eléctrico)Descripción completa
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Descripción: ANTOLOGIA DE MOTORES, TRANSFORMADORES Y APLICACIONES PARA LA UNIDAD 2 DE METROLOGIA Y NORMALIZACION
servira de apoyo para los estudiantes de ingenieria industriila que lleven la materia
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Documentacion referida a la implementacion de la carrera de electricidad industrial.Descripción completa
Descripción: electricidad industrial
Descripción: elecrticidad
Descripción: electricidad
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Instituto Tecnológico de Tuxtla Gutiérrez “Ciencia y Tecnología con Sentido Humano”
Asignatura: Electricidad y Electrónica Industrial Catedrático: Ing. Jorge Eli Castellanos Martínez Carpeta de evidencias Nombre de los Integrantes del Euipo: Corzo Ramos, Luis Antonio •
#u$temas Introducción a la electricidad Conce'tos de magnitudes el(ctric Leyes de *+m, irc+o--, Lenz, &ar an. Conce'to de corriente continua y corriente alternas. % Circuitos serie, 'aralelos, m Mediciones el(ctricas Inter'retación de de diagramas el(ctr
Motores, trans-ormadores y dis'ositi3os de control
)
Elec Electr trón ónic ica a Indu Indust stri rial al
/
Cam' Cam'o o de de a'l a'lic icac ació ión n de de la la el electr ectric icid ida ad y electrónica industrial
2.%. 4eneración sustenta energía el(ctrica. 2.2. Motores de corriente directa y alterna 2.). "rans-ormadores mono-5sico y tri-5sico 2./. Instalaciones el(ctri industriales 2.1. !ormas *-iciales Me0icanas 2.. Elementos el(ctricos control industrial 2..%. Rele3adores 2..2. #olenoides 2..). Interru'tores autom5ticos ).%. ).%. Intro Introdu ducc cció ión n a la elec electr trón ónic ica a indu indust st analógica y digital. ).2. Elementos $5sicos de electrónica analógica ).2.%. 6iodos ).2.2. "ransistores "ransistores ).2.). #CR y "RIAC ).2./. 6is'ositi3os o'to7electrónic ).). Elementos $5sicos de electrónica ).).%. Com'uertas lógicas ).).2. "a$las "a$las de 3erdad ).).). "em'orizado "em'orizadores res ).)./. Contadores ).).1. #umadores /.%. #ensores y transductores el(ctrico /.2. Conce'tos de electro 8 neum5tica sim$ología /.). &uncionamiento y características 'rinci'ales del 9LC /./. 9rogramación $5sica del 9LC /.1. 9royecto de electricidad y electrón industrial
!o. %
"emas &undamentos de la electricidad industrial
% 2 ) / 1
2
#u$temas Introducción a la electricidad Conce'tos de magnitudes el(ctric Leyes de *+m, irc+o--, Lenz, &ar an. Conce'to de corriente continua y corriente alternas. % Circuitos serie, 'aralelos, m Mediciones el(ctricas Inter'retación de de diagramas el(ctr
Motores, trans-ormadores y dis'ositi3os de control
)
Elec Electr trón ónic ica a Indu Indust stri rial al
/
Cam' Cam'o o de de a'l a'lic icac ació ión n de de la la el electr ectric icid ida ad y electrónica industrial
2.%. 4eneración sustenta energía el(ctrica. 2.2. Motores de corriente directa y alterna 2.). "rans-ormadores mono-5sico y tri-5sico 2./. Instalaciones el(ctri industriales 2.1. !ormas *-iciales Me0icanas 2.. Elementos el(ctricos control industrial 2..%. Rele3adores 2..2. #olenoides 2..). Interru'tores autom5ticos ).%. ).%. Intro Introdu ducc cció ión n a la elec electr trón ónic ica a indu indust st analógica y digital. ).2. Elementos $5sicos de electrónica analógica ).2.%. 6iodos ).2.2. "ransistores "ransistores ).2.). #CR y "RIAC ).2./. 6is'ositi3os o'to7electrónic ).). Elementos $5sicos de electrónica ).).%. Com'uertas lógicas ).).2. "a$las "a$las de 3erdad ).).). "em'orizado "em'orizadores res ).)./. Contadores ).).1. #umadores /.%. #ensores y transductores el(ctrico /.2. Conce'tos de electro 8 neum5tica sim$ología /.). &uncionamiento y características 'rinci'ales del 9LC /./. 9rogramación $5sica del 9LC /.1. 9royecto de electricidad y electrón industrial
I* I* I*&* &* /rigen
+,N-A.E -A.EN NT/! -E -E E0 E0ECT1ICI-A-A- IN IN-,!T1IA 1IA0 Intr Introd odu ucci ción ón a la la ele elecctri trici cid dad de la
Electricidad
!o 'odemos a-irmar a ciencia cierta a 'artir de :u( momento el +om$re descu$rió el -enómeno :ue llamamos electricidad, 'ero e0isten e3idencias de :ue ;; a, :uien descu$rió un misterioso 'oder de atracción y de re'ulsión cundo -rota$a un trozo de 5m$ar amarillo con una 'iel o una tela. Esta sustancia resinosa, denominada “Ele?trón@ en griego, dio origen al nom$re de la 'artíc 'artícula ula atómic atómica a Electr Electrón, ón, de la cual cual se deri3a deri3a el termin termino o ELEC"R ELEC"RICI ICI6A 6A6. 6. #in em$argo -ue el -ilóso-o 4riego "+eo'+rastus =)/72B AC> AC> :ue deó constancia del 'rimer estudio cientí-ico so$re la electricidad al descu$rir :ue otras sustancias tienen tam$i(n el mismo 'oder de atracción. En %;;, la Reina Eliz ico Real 2ill Elizab abet et) ) I ordena al &ísico 2illia ian n Gi Gilb lber ertt 3&4556&7%89 estudiar los imanes 'ara meorar la e0actitud de las rDulas usadas en la na3egación, siendo (ste tra$ao la $ase 'rinci'al 'ara la de-inición de los -undamentos de la Electrost5tica y Magnetismo.
Gilbert -ue el 'rimero en a'licar el t(rmino Electricidad del 4riego ele;tron 5m$ar.
Gilbert es la unidad de medida de la -uerza magnetomotriz.
en enam amín ín &ran &ran?l ?lin in =%; =%;7 7% %F; F;>> En %/ %/ inic inició ió sus sus e0'e e0'erim rimen ento toss so$r so$re e la electricidad. Adelantó una 'osi$le teoría de la $otella de Leyden, de-endió la +i'ótesis de :ue las tormentas son un -enómeno el(ctrico y 'ro'uso un m(todo e-ec e-ecti3 ti3o o 'ara 'ara demo demost stra rarlo rlo.. #u teor teoría ía se 'u$l 'u$lic icó ó en Lond Londre ress y se ensa ensayyó en Ingl Inglat ater erra ra y &ran &ranci cia a ante antess incl inclus uso o de :ue :ue (l mism mismo o eec eecut utar ara a su -amo -amoso so e0'eri e0'erimen mento to con una una comet cometa. a. En %12, %12, In3ent In3entó ó el 'ararr 'ararray ayos os y 'resen 'resentó tó la llamada teoría del -luido Dnico 'ara e0'licar los dos ti'os de electricidad, 'ositi3a y negati3a.
En %, C)arles Agust
En %B;;, Ale>andro ?olta 3&'546&=$'9 construye la 'rimera celda Electrost5tica y la $atería ca'az de 'roducir corriente el(ctrica. #u ins'iración le 3ino del estudio realizado 'or el &ísico Italiano 0uigi Galvani 3&'8'6&'@=9 so$re las corrientes ner3iosasGel(ctricas en las ancas de ranas.
Galvani 'ro'uso la teoría de la Electricidad Animal, lo cual contrarió a ?olta, :uien creía :ue las contracciones musculares eran el resultado del contacto de los dos metales con el mDsculo.
#us in3estigaciones 'osteriores le 'ermitieron ela$orar una celda :uímica ca'az de 'roducir corriente continua, -ue así como desarrollo la ila.
?olt es la unidad de medida del 'otencial el(ctrico ="ensión>.
6esde %B;% a %B%1, !ir Bump)r -av 3&''=6&=$@9 desarrolla la electro:uímica =nom$re asignado 'or (l mismo>, e0'lorando el uso de la 'ila de Holta o $atería, y tratando de entender como (sta -unciona.
En &=%& o$ser3a el arco eléctrico y energizado con una $atería.
la incandescencia en
un
conductor
Entre &=%7 &=%= 'u$lica el resultado de sus in3estigaciones so$re la electrólisis, donde logra la se'aración del Magnesio, Bario, Estroncio, Calcio, Sodio, Potasio y Boro*
En &=%' -a$rica una 'ila con m5s de 2;;; 'lacas do$le, con la cual descu$re el Cloro y demuestra :ue es un elemento, en 3ez de un 5cido.
En &=&4 in3enta la l5m'ara de seguridad 'ara los mineros.
#in ningDn lugar a duda, el descu$rimiento m5s im'ortante lo realiza ese mismo a
En %B%F, El cientí-ico -anés Bans C)ristian /ersted 3&'''6&=4&9 descu$re el electromagnetismo, cuando en un e0'erimento 'ara sus estudiantes, la agua de la $rDula colocada accidentalmente cerca de un ca$le energizado 'or una 'ila 3oltaica, se mo3ió. Este descu$rimiento -ue crucial en el desarrollo de la Electricidad, ya :ue 'uso en e3idencia la relación e0istente entre la electricidad y el magnetismo.
/ersted es la unidad de medida de la Reluctancia Magn(tica.
En %B2), Andre6.arie Ampere 3&''46&=879 esta$lece los 'rinci'ios de la electrodin5mica, cuando llega a la conclusión de :ue la &uerza Electromotriz es 'roducto de dos e-ectos La tensión el(ctrica y la corriente el(ctrica. E0'erimenta con conductores, determinando :ue estos se atraen si las corrientes -luyen en la misma dirección, y se re'elen cuando -luyen en contra.
Ampere 'roduce un e0celente resultado matem5tico de los -enómenos estudiados 'or /ersted.
Ampere es la unidad de medida de la corriente el(ctrica.
En %B2, El -ísico Alemán Georg !imon /)m 3&'=@6&=459 -ue :uien -ormuló con e0actitud la ley de las corrientes el(ctricas, de-iniendo la relación e0acta entre la tensión y la corriente. 6esde entonces, esta ley se conoce como la le de /)m*
/)m es la unidad de medida de la Resistencia El(ctrica.
1D ? I
Ohm = Volt / Amper
En %B)%, .ic)ael +arada 3&'@&6&=7'9 a los %/ a
&aradio es la unidad de medida de la Ca'acitancia El(ctrica.
La tensión inducida en la $o$ina :ue se mue3e en cam'o magn(tico no uni-orme -ue demostrada 'or +arada.
En %B)1, !imule +*F* .orse 3&'@&6&=7'9, mientras regresa$a de uno de sus 3iaes, conci$e la idea de un sim'le circuito electromagn(tico 'ara transmitir in-ormación, El Telégrao.
En %B)1 construye el 'rimer tel(gra-o.
En %B) se asocia con Benr ?ail con el -in de o$tener -inanciamiento del Congreso de K#A 'ara su desarrollo, -racasa el intento, 'rosigue solo, o$teniendo el (0ito en %B/), cuando el congreso le a'rue$a el desarrollo de una línea de /% millas desde altimor +asta el Ca'itolio en as+ington 6.C. La cual construye en %B//. En %B/;G/2, #ames rescott #oule 3&=&=6&==@9 &ísico Ingl(s, :uien descu$rió la e:ui3alencia entre tra$ao mec5nico y la caloría, y el cientí-ico Alem5n Bermann 0udHig +erdinand Belm)oltz 3&=$&6&=@59, :uien de-inió la 'rimera ley de la termodin5mica demostraron :ue los circuitos el(ctricos cum'lían con la ley de la conser3ación de la energía y :ue la Electricidad era una -orma de Energía.
Adicionalmente, #oule in3entó la soldadura el(ctrica de arco y demostró :ue el calor generado 'or la corriente el(ctrica era 'ro'orcional al cuadrado de la corriente.
#oule es la unidad de medida de Energía.
En %B/1, Gustav 1obert irc))o 3&=$56&=='9 &ísico Alem5n a los 2% a
Esta$leció las t(cnicas 'ara el an5lisis es'ectral, con la cual determinó la com'osición del sol.
En %B1/, El matem5tico Ingl(s 2illiam T)omson 30ord elvin9 3&=$56&@%', con su tra$ao so$re el an5lisis teórico so$re transmisión 'or ca$le, +izo 'osi$le el desarrollo del ca$le transatl5ntico.
En %B1% de-inió la !egunda 0e de la Termodinámica*
En %B1B In3entó el cable lexible.
elvin es la unidad de medida de tem'eratura a$soluta.
En %B;, #ames Cler; .axHell 3&=8&6&='@9 Matem5tico Ingl(s -ormuló las cuatro ecuaciones :ue sir3en de -undamento de la teoría Electromagn(tica. 6eduo :ue la Luz es una onda electromagn(tica, y :ue la energía se transmite 'or ondas electromagn(ticas a la 3elocidad de la Luz .axHell es la unidad del -luo Magn(tico.
En %BF, el &ísico Ingl(s #osep) #o)n T)omson 3&=476&@5%9 demostró :ue los rayos catódicos esta$an constituido de 'artículas atómicas de carga negati3as la cual el llamó JCorpKsculosJ y +oy en día los conocemos como Electrones.
En %BB%, T)omas Alva Edison 3&=5'6&@8&9 'roduce la 'rimera L5m'ara Incandescente con un -ilamento de algodón car$onizado. Este -ilamento 'ermaneció encendido 'or // +oras.
En %BB% desarrolló el -ilamento de bambK con %. lDmenes 'or 3atios. En %F;/ el -ilamento de tungsteno con una e-iciencia de .F lDmenes 'or 3atios. En %F%; la l5m'ara de %;; con rendimiento de %; lDmenes 'or 3atios.
oy en día, las l5m'aras incandescentes de -ilamento de tungsteno de %;; tienen un rendimiento del orden de %B lDmenes 'or 3atios. En %BB2 Edison instaló el 'rimer sistema el(ctrico 'ara 3ender energía 'ara la iluminación incandescente, en los Estados Knidos 'ara la estación earl !treet de la ciudad de !e Nor?.
El sistema -ue en C- tres )ilos( $$%6&&% v con una 'otencia total de 8% ;H.
En %BB/, Beinric) 1udol Bertz 3&=5'6&=@59 demostró la 3alidez de las ecuaciones de .axHell y las reescri$ió, en la -orma :ue +oy en día es conocida.
En %BBB Bertz reci$ió el reconocimiento 'or sus tra$aos so$re las *ndas Electromagn(ticas 'ro'agación, 'olarización y re-le0ión de ondas.
Con Bertz se a$re la 'uerta 'ara el desarrollo de la radio.
Bertz es la unidad de medida de la -recuencia. En conclusión, el descu$rimiento de "+ales Mileto en el 5m$ar, se mani-iesta de di3ersas -ormas en la naturaleza, segDn los materiales tengan e0ceso, -altante, o circulación de electrones entre dos 'untos cual:uiera. A todos los e-ectos 'roducidos 'or el estado de los electrones se les denomina electricidad. 9or sim'le relación como el -enómeno del ELEC"RO!, se ado'tó el t(rmino “electrizado@ 'ara indicar :ue un cuer'o cual:uiera +a$ía ad:uirido la misma y e0tra
C/NCET/
% Coulom$ la carga de 2B; ;;; ;;; ;;; ;;; ;;; electrones ó en notación cientí-ica .2B 0 %; %B electrones
9ara ser consecuentes con nuestro gr5-ico y con la con3ención e0istente, se toma a la corriente como 'ositi3a y (sta circula desde el terminal 'ositi3o al terminal negati3o.
Lo :ue sucede es :ue un electrón al a3anzar 'or el conductor 3a deando un es'acio b+ueco 'ositi3o :ue a su 3ez es ocu'ado 'or otro electrón :ue dea otro es'acio b+ueco y así sucesi3amente. Esto genera una serie de +uecos :ue 3iaan en sentido o'uesto al 3iae de los electrones y :ue se 'uede entender como el sentido de la corriente 'ositi3a :ue se conoce. La corriente es la cantidad de carga :ue atra3iesa la l5m'ara en un segundo, entonces Corriente ! Carga en coulombs " tiempo ó # ! $ " T
#i la carga :ue 'asa 'or la l5m'ara es de % coulom$ en un segundo, la corriente es de % am'erio. Eem'lo #i 'or la -oco S $om$illo 'asa una carga de %/ coulom$s en un segundo, entonces la corriente ser5 I S " %/ coulom$sS% seg %/ am'erios La corriente el(ctrica se mide en =A> Am'erios y 'ara circuitos electrónicos generalmente se mide en mA =miliAm'erios> ó =uA> microAm'erios. Her las siguientes con3ersiones. •
% mA =miliam'erio> ;.;;% A =Am'erios>
•
% uA =microAm'erio> ;.;;;;;% A =Am'erios>
!ota Coulom$ Coulom$io
Corriente Alterna
Adem5s de la e0istencia de -uentes de &EM de corriente directa o continua =C.6.> =como la :ue suministran las 'ilas o las $aterías, cuya tensión o 3oltae mantiene siem're su 'olaridad -ia>, se genera tam$i(n otro ti'o de corriente denominada alterna =C.A.>, :ue se di-erencia de la directa 'or el cam$io constante de 'olaridad :ue e-ectDa 'or cada ciclo de tiem'o.
%na pila o batería constituye una &uente de suministro de corriente directa, por'ue su polaridad se mantiene siempre &i(a
La característica 'rinci'al de una corriente alterna es :ue durante un instante de tiem'o un 'olo es negati3o y el otro 'ositi3o, mientras :ue en el instante siguiente las 'olaridades se in3ierten tantas 3eces como ciclos 'or segundo o +ertz 'osea esa corriente. !o o$stante, aun:ue se 'roduzca un constante cam$io de 'olaridad, la corriente siem're -luir5 del 'olo negati3o al 'ositi3o, tal como ocurre en las -uentes de &EM :ue suministran corriente directa. Heamos un eem'lo 'r5ctico :ue ayudar5 a com'render meor el conce'to de corriente alterna
Corriente alterna pulsante de un ciclo por segundo o )ert* +H*
#i +acemos :ue la 'ila del eem'lo anterior gire a una determinada 3elocidad, se 'roducir5 un cam$io constante de 'olaridad en los $ornes donde +acen contacto los dos 'olos de dic+a 'ila. Esta acción +ar5 :ue se genere una corriente alterna ti'o 'ulsante, cuya -recuencia de'ender5 de la cantidad de 3eces :ue se +aga girar la mani3ela a la :ue est5 sueta la 'ila 'ara com'letar una o 3arias 3ueltas com'letas durante un segundo. En este caso si +acemos una re'resentación gr5-ica utilizando un ee de coordenadas
'ara la tensión o 3oltae y otro ee 'ara el tiem'o en segundos, se o$tendr5 una corriente alterna de -orma rectangular o 'ulsante, :ue 'arte 'rimero de cero 3olt, se ele3a a %,1 3olt, 'asa 'or “;@ 3olt, desciende 'ara 3ol3er a %,1 3olt y comienza a su$ir de nue3o 'ara com'letar un ciclo al 'asar otra 3ez 'or cero 3olt. #i la 3elocidad a la :ue +acemos girar la 'ila es de una 3uelta com'leta cada segundo, la -recuencia de la corriente alterna :ue se o$tiene ser5 de un ciclo 'or segundo o +ertz =% z>. #i aumentamos a+ora la 3elocidad de giro a 1 3ueltas 'or segundo, la -recuencia ser5 de 1 ciclos 'or segundo o +ertz =1 z>. Mientras m5s r5'ido +agamos girar la mani3ela a la :ue est5 sueta la 'ila, mayor ser5 la -recuencia de la corriente alterna 'ulsante :ue se o$tiene. #eguramente sa$r5s :ue la corriente el(ctrica :ue llega a nuestras casas 'ara +acer -uncionar las luces, los e:ui'os electrodom(sticos, electrónicos, etc. es, 'recisamente, alterna, 'ero en lugar de 'ulsante es del ti'o sinusoidal o senoidal. En Euro'a la corriente alterna :ue llega a los +ogares es de 22; 3olt y tiene una -recuencia de 1; z, mientras :ue en la mayoría de los 'aíses de Am(rica la tensión de la corriente es de %%; ó %2; 3olt, con una -recuencia de ; z. La -orma m5s comDn de generar corriente alterna es em'leando grandes generadores o alternadores u$icados en 'lantas termoel(ctricas, +idroel(ctricas o centrales atómicas.
I*5*&* Circuitos en serie( paralelo mixtos Circuitos en serie Los circuitos en serie son a:uellos circuitos donde la energía el(ctrica solamente dis'one de un camino, lo cual +ace :ue no interesen demasiado lo :ue se encuentra en el medio y los elementos :ue la com'onen no 'ueden ser inde'endientes. * sea a:uí solamente e0iste un Dnico camino desde la -uente de corriente +asta el -inal del circuito =:ue es la misma -uente>. Este mecanismo +ace :ue la energía -luya 'or todo lo largo del circuito creado de manera tal :ue no +ay ni inde'endencia ni distinción en los di-erentes lugares de este.
Las caracter
Kn eem'lo de los circuitos en serie son sin duda las luces de los ar$olitos de na3idad, en los cuales 'odemos o$ser3ar las luces 'ar'adeantes, todas conectadas a una misma -uente de electricidad, de manera tal :ue con una Dnica -uente todas est5n $ao la misma -recuencia. Lo :ue este ti'o de circuitos tiene de des3entaa es :ue si uno de los com'onentes =en este caso sería una de las luces> se rom'e o se saca, todo el circuito dea de -uncionar 'or eso +oy en día los circuitos en serie no son los -a3oritos a la +ora de ser elegidos y se o'ta mayoritariamente 'or circuitos mi0tos, -ormados entre los circuitos 'aralelos y los circuitos en serie.
Estos circuitos el(ctricos se 'ueden di3idir en los distintos ti'os de e0'resiones :ue se o$tienen 'or eem'lo 'ara las 'ilas o meor conocidos como generadores la -ormula :ue se utiliza es
En cam$io 'ara las resistencias la e0'resión m5s comDn :ue se utiliza es la de R" :ue 3emos a continuación
9ara los condensadores la e0'resión correcta es la siguiente
A+ora si +a$lamos netamente de la e0'licación de esto, 'odemos o$tener la deinición de circuitos en serie la cual sería una de las 3ariantes en la con-iguración de algDn ti'o de cone0ión =mayoritariamente el(ctrica> en las cuales se -orma un solo circuito ya :ue las -uentes o terminales del mismo son el 'rinci'io y el -inal, generando un circuito con cone0iones secuenciales entre sí, cada terminal de salida se conecta conuntamente a la terminal de entrada del 'ró0imo dis'ositi3o.
Circuitos en paralelo Los circuitos en paralelo son un ti'o de circuitos el(ctricos cuya 'rinci'al característica es :ue todos las entradas de los elementos de dic+o sistema, tales como resistencias, condensadores o $o$inas, est5n unidas a un Dnico 'unto. 6el mismo modo, y tal y como sucede con las entradas, todas las salidas de los elementos anteriormente mencionados, est5n unidas a un Dnico 'unto. Los circuitos en paralelo son otra alternati3a de los circuitos el(ctricos. M5s concretamente la alternati3a m5s -recuente a los circuitos en serie.
Euivalentes de los circuitos en paralelo A continuación 3amos a mostrar cu5les son los e:ui3alentes de los circuitos en paralelo cuando nos re-erimos a las tres im'edancias cl5sicas dentro de un circuito, es decir, las resistencias, los condensadores y las $o$inas. N es :ue, al -in y al ca$o, un circuito 'aralelo se 'uede reducir a un Dnico generador, :ue es el :ue introduce la corriente y a una im'edancia resultante :ue es la e:ui3alente de todas las im'edancias :ue com'onen dic+o circuito.
La im'edancia e:ui3alente, si el circuito est5 -ormado 'or im'edancias sería la siguiente %St %S% U %S2 U Q U %Sn
Como 3emos, la im'edancia e:ui3alente en un circuito 'aralelo es distinto :ue a la de un circuito serie ya :ue en este caso estamos +a$lando de la in3ersa de la im'edancia.
Circuito .ixto #i tenemos :ue de-inir :u( es un circuito mixto, 'odríamos decir :ue es a:uel en el :ue se intercalan elementos conectados en serie con elementos conectados en paralelo. 9ara crear un circuito de estas características no e0isten unas normas esta$lecidas ya :ue las com$inaciones :ue se 'ueden dar de'enden de las necesidades del momento y 'ueden ser casi in-initas.
Cómo analizar un circuito mixto #i 'retendemos analizar un circuito mixto +aciendo uso de los e:ui3alentes de elementos conectados en serie y elementos conectados en 'aralelo, $astaría con ir identi-icando la cone0ión de cada uno de los elementos e irlos agru'ando en elementos conectados en serie y elementos conectados en 'aralelo. A 'artir de a+í iremos calculando sus e:ui3alente +asta tener dos Dnicos elementos, uno e:ui3alente a la 'arte del circuito conectada en 'aralelo y otro e:ui3alente a la 'arte del circuito conectada en serie.
El Dltimo 'aso sería calcular ese Dltimo e:ui3alente teniendo en cuenta :ue tanto un circuito serie como un circuito paralelo se 'uede reducir a un Dnico elemento. A 'esar de :ue 'uede 'arecer un circuito sin a'licaciones, est5s 'ueden ser muc+as ya :ue en algDn 'unto del circuito, en circuitos muy e0tensos, 'odemos tener unas necesidades :ue no tengamos en otro 'unto del mismo
Circuitos en serie: Consiste en ciertos nKmeros de elementos unidos en puntos terminales( proporcionando por lo menos una traectoria cerrada* 85*-eterminar la resistencia total de los circuitos en serie*
a9 1tD $QO 8 QD 4 Q
b9 1tD 5Q O = Q O 'Q O &%QD $@Q
b9 1tD 5 Q O 8 Q O 7 QD &8 Q
d9 1tD 3$9359QD =Q
84*-eterminar la resistencia total de los circuitos en serie*
e9 1tD =Q O &$QD $%Q
9 1tD 7Q O 'Q O @QD $$Q
g9 1tD 4Q O &%Q O 8Q O'QD $4Q
)9 1tD 8Q O 5Q O 4Q O 7QD &=Q
87*-eterminar la resistencia total de los circuitos en serie*
i9 1tD &7Q O &%QD $7Q
>9 1tD =Q O 7Q O $5QD 8=Q
>9 1tD 4Q O &=Q O 7Q O 5QD 88Q l9 1tD &'Q O &$Q O &5Q O &4QD 7&Q 8'*Aplicar la le de tensiones de irc))o para las tres traectorias marcadas en el siguiente circuito*
Traectoria &
Traectoria $
Traectoria 8
E7H%7H2;
H27H)7H/;
E7H%7H)7H/;
E H%UH2
H2 H)UH/
EH%UH)UH/
8=*Aplicar la le de tensiones de irc))o para las tres traectorias marcadas en el siguiente circuito*
Traectoria &
Traectoria $
Traectoria 8
E"?&"?8D%
?8"?$"?5D%
E"?&"?$"?5D%
ED?&O?8
?8D?$O?5
ED?&O?$O?5
8@*Aplicar la le de tensiones de irc))o para los 8 traectorias marcadas en el siguiente circuito*
Traectoria &
Traectoria $
Traectoria 8
E"?&"?8D%
?5"?8"?$D%
E"?&"?8"?$D%
ED?&O?8
?5D?8O?$
ED?&O?8O?$
5%*-eterminar ?& ?$ para los siguientes circuitos
a9 Traectoria & &%"7"?&D% 5"?&D% ?&D5? b9 Traectoria $ &%"?$D% ?$D&%? 5&*-eterminar ?& ?$ para los siguientes circuitos*
5$*-eterminar ?& ?$ para los siguientes circuitos*
a9 Traectoria & ="&$"?$D% "5"?$D% ?$D5? b9 Traectoria $ ="?$D% ?$D"=? 58*ara el siguiente circuito calcular 1t( I( ?( ?&( ?$( 5Q( 7Q( e( compara la potencia de entrada si es igual a la de salida de las resistencia( veriica por la le de irc))o*
55*ara el siguiente circuito calcular 1t( I( ?( ?&( ?$( 5Q( 7Q( e( compara la potencia de entrada si es igual a la de salida de las resistencia( veriica por la le de irc))o*
54*ara el siguiente circuito calcular 1t( I( ?( ?&( ?$( 5Q( 7Q( e( compara la potencia de entrada si es igual a la de salida de las resistencia( veriica por la le de irc))o*
7'*-eterminar Gt( 1t( I( I&( I$( comprobar por la le de corrientes de irc i rc)) ))o o( ( en encu cuen entr traa la po pote tenc ncia ia di disp spia iada da ob obse serv rvee si la potencia de alimentación es igual a la disipada
i9 eD & &O$O8 '=2D87O&=O$5 '=2D'=2 7=*-eterminar 7=* -eterminar Gt( 1t( I( I&( I$( comprobar por la le de corrientes de irc irc)) ))o o( ( encu encuen entr traa la pote potenc ncia ia disp dispia iada da obse observ rvee si la potencia de alimentación es igual a la disipada
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#e le conoce como .ediciones eléctricas a cual:uier acción :ue re:uiera de dispositivos( cálculos o métodos para poder medir cantidades eléctricas. Las mediciones el(ctricas son un 'ar5metro de medición :ue nace a 'artir de se
!istema de unidades Coulomb: se re'resenta con la la letra “C@ y re'resenta a la Carga el(ctrica =se le nom$ro así en +onor del -ísico -ranc(s C+arles7Augustin de Coulom$>. El coulom$ tiene muc+as de-iniciones, a menudo es re'resentada de -orma matem5tica sin em$argo 'ara a'render eso 'rimero se de$e tener una idea clara de :ue signi-ica la 'ala$ra, segDn la 3ersión o-icial Coulom$ se se de-ine como la cantidad de carga el(ctrica :ue -luye durante % segundo a tra3(s de la sección de un conductor :ue trans'orta una intensidad constante de corriente el(ctrica de % am'erio y esta re'resentada 'or la -ormula
El Coulom$ 'uede ser negati3o o 'ositi3o El Coulom$ negati3o e:ui3ale a ,2/% 1;F 2F %12 1;%;%B 3eces la carga de un electrón. El Coulom$ 'ositi3o se o$tiene de tener un de-ecto de electrones alrededor a ,2/% 1;F 2F %12 1;%;%B, o una acumulación e:ui3alente de cargas 'ositi3as. "am$i(n 'uede e0'resarse en t(rminos de ca'acidad y 3oltae, segDn la relación En donde C es Coulom$, & es -aradio y H es 3oltae o tensión el(ctrica.
?oltio El Holtio o Holt es re'resentado con la letra “H@ y esta re'resenta a la tensión el(ctrica, 'otencial el(ctrico. El 3oltio es de-inido comDnmente como la di-erencia de 'otencial a lo largo de un conductor cuando una corriente con una intensidad de un am'erio utiliza un 3atio de 'otencia. Kn eem'lo de esto es :ue si lleg5semos a conectar dos 'untos con una di-erencia de 'otencial con un conductor esto conlle3ara a :ue +alla un -luo de electrones los cuales se trans'ortaran al 'unto :ue tenga un menor 'otencial, el -luo cesara cuando am$os 'untos mantengan un mismo 'otencial y se esta$ilicen, a este traslado de cargas se le 'uede de-inir como corriente el(ctrica.
?D 1 * I Amperio El am'erio es la unidad creada 'ara cuanti-icara la corriente el(ctrica. &ue llamada así en +onor de Andr(7Marie Am'fre. Kn am'erio es la intensidad de corriente :ue, al circular 'or dos conductores 'aralelos, rectilíneos, de longitud in-inita, de sección circular des'recia$le y se'arados entre sí en el 3acío a lo largo de una distancia de un metro, 'roduce una -uerza entre los conductores de 2%;7neton 'or cada metro de conductorP tam$i(n se 'uede conce'tual izar como el 'aso de un coulom$ =.2/ %;%Belectrones> en un segundo a tra3(s de un conductor. #e re'resenta con la letra A.
/)mio El o+mio es la unidad 'ara cuanti-icar la resistencia el(ctrica. #e re'resenta con la letra griega . #u nom$re deri3a del a'ellido del -ísico 4eorg #imon *+m, :ue de-inió la ley del mismo nom$re. Kn o+mio es la resistencia el(ctrica la cual se encarga de e3itar el 'aso de un 'orcentae de los electrones +acia su 'unto -inal, estos electrones no son retenidos de'endiendo la resistencia algunos electrones 'asan li$remente mientras :ue otros son li$erados en -orma de calor.
atrones Kn 'atrón utilizado la 'ara la medición es una re'resentación -ísica de una unidad de medición. un eem'lo de esto es la masa en el #istema Internacional =#I> es el ?ilogramo o la resistencia electrica :ue en el sistema “#I@ es el *+mio
a9 patrones internacionales: #e de-inen 'or acuerdos internacionales. Re'resentan ciertas unidades de medida con la mayor e0actitud :ue 'ermite la tecnología de 'roducción y medición. Los 'atrones internacionales se e3alDan y 3eri-ican 'eriódicamente con mediciones a$solutas en t(rminos de unidades -undamentales* b9 patrones primarios: =$5sicos> se encuentran en los la$oratorios de 'atrones nacionales en di-erentes 'artes del mundo.
Los 'atrones 'rimarios re'resentan unidades -undamentales y algunas de las unidades mec5nicas y el(ctricas deri3adas, se cali$ran inde'endientemente 'or medio de mediciones a$solutas en cada uno de los la$oratorios nacionales.
c9 patrones secundarios: #on los 'atrones $5sicos de re-erencia :ue se usan en los la$oratorios industriales de medición. Estos 'atrones se conser3an en la industria 'articular interesada y se 3eri-ican local mente con otros 'atrones de re-erencia en el 5rea. La res'onsa$ilidad del mantenimiento y cali$ración de los 'atrones secundarios de'ende del la$oratorio industrial. d9 patrones de traba>o: #on las +erramientas 'rinci'ales en un la$oratorio de mediciones. #e utilizan 'ara 3eri-icar y cali$rar la e0actitud y com'ortamiento de las mediciones e-ectuadas en las a'licaciones industriales. Calibración La cali$ración de un instrumento de medición esta regida $ao 'atrones y condiciones es'eci-icas, esto 'ara e3itar :ue los 3alores o 'ro'orciones mostradas en M(0ico sean igual a las mostradas en otro lugar :ue se rige $ao el mismo 'atrón, La cali$ración de un instrumento de medición no es otro cosa mas :ue austar el instrumento 'ara :ue este concuerde con una medición 'reesta$lecidas de algDn la$oratorio o institución la cual esta $asada en los 'atrones, lle3ar al instrumento de medición a este auste garantiza :ue su medida 'uede ser 'resida y e0acta.
I*7*
Interpretación de diagramas eléctricos
Toda 'ersona dedicada al tra$ao el(ctrico de$e sa$er :ue 'ara eecutar esta acti3idad de una meor -orma es esencial tener los conocimientos $5sicos 'ara la inter'retación de diagramas o 'lanos el(ctricos. Kn diagrama el(ctrico es la re'resentación de un circuito o de una instalación, y sus com'onentes. Es im'ortante se se 'ueden re'resentar en un diagrama o cro:uis. 9ara com'render este tema de una -orma m5s sencilla, se 'resenta a continuación un di$uo t(cnico =diagrama> :ue re'resenta un circuito el(ctrico $5sico
En este diagrama el circuito eléctrico está constituido por los siguientes elementos o partes: a9 &uente de energía =$atería, 'ila, etc>. b9 Líneas de transmisión =conductores>.
c9 Interru'tor =a'agador, sitc+, etc>. d9 L5m'ara o -oco =carga>. ACTI?I-A-E! 1YCTICA! 9ara :ue rea-irmen sus conocimientos de electricidad, 'ueden realizar el siguiente circuito el(ctrico. Los materiales son de uso general, tal 3ez ya tengan algunosP adem5s son de $ao costo y 'ueden conseguirse 'r5cticamente en cual:uier el(ctrica o tienda de material el(ctrico. ara el caso del mult
a9 Con el multímetro 3eri-i:uen la tensión :ue +ay en la $atería. Recuerden :ue al medir tensión el(ctrica de$en colocar el selector en la 'osición m5s alta 'ara no da no de$e de circular tensión en el circuito, 'ues se 'uede da circula 'or el circuito cuando est5 alimentando la l5m'ara] 1ecuerden ue esta medición se realiza en serie( por lo ue deberán abrir el circuito conectar el mult
asos para leer un diagrama 0ee los diagramas de la misma orma en ue lees texto* #al3o raras e0ce'ciones, los diagramas de$en leerse de iz:uierda a derec+a y de arri$a +acia a$ao. La see electrónico* E0isten 3arios sím$olos es:uem5ticos en el diagrama :ue re'resentan ca$les y dis'ositi3os del mundo real. Es necesario conocer elementalmente estos sím$olos 'ara 'oder leer un diagrama electrónico. Esta lista de sím$olos 'uedes +allarla -5cilmente en Internet.
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Entiende la tierra. #im$ólicamente, la tierra e:ui3ale a un tri5ngulo a'untando +acia a$ao o a un conunto de líneas 'aralelas :ue se reducen a medida de :ue se di$uan una de$ao de otra, re'resentando en e-ecto la zona in-erior del tri5ngulo :ue a'unta +acia a$ao. La tierra es un 'unto de re-erencia comDn :ue los diagramas utilizan 'ara mostrar la unidad del conunto de las 3arias -unciones del circuito. !o se re-iere a la tierra real del 'laneta "ierra. A'rende :ue una línea re'resenta a un ca$le. Los ca$les sir3en 'ara interconectar dis'ositi3os. "odos los 'untos a lo largo del ca$le son id(nticos y se interconectan. Los ca$les 'ueden intersecarse en el diagrama, 'ero ello no indica necesariamente :ue e0ista cone0ión entre ellosP si este es el caso, en la intersección se 3er5 un 'unto di$uado y en caso de no e0istir cone0ión, uno de los ca$les trazar5 un $ucle semicircular alrededor del otro. A'rende :ue un trazo en zigzag re'resenta a un resistor. Los resistores im'iden el -luo de corriente en el circuito a una medida 'ro'orcional al 3alor de la resistencia utilizada. #e utilizan 'ara escalar y dar -orma a la se. Esto 'ermite el cl5sico uso del resistor 'ara di3idir 3oltaes. #i una -uente de 3oltae se conecta a dos resistores consecuti3os del mismo 3alor, el 3oltae medido en el 'unto entre los resistores e:ui3ale a la mitad del 3oltae original a'licado. A'rende :ue dos líneas 'aralelas re'resentan a un condensador. Los condensadores 'ermiten acondicionar se :ue se acondicionan con resistores. En los circuitos modernos, tí'icamente se utilizan los condensadores como -iltros de ruido, e0tray(ndolo de la se
Balla la correlación de todas las piezas reales* Consulta la lista de materiales del circuito 'ara encontrar los 3alores de los condensadores y resistores, adem5s de los -a$ricantes y nDmeros de 'artes de los -a$ricantes de los dis'ositi3os acti3os. -etermina ué unciones realizan los dispositivos activos en el circuito* 9ara determinar :u( -unciones realizan, consigue y re3isa la +oa de datos del -a$ricante de cada dis'ositi3o. Calcula lo ue )ace el circuito* asado en el diagrama, de-ine :u( 'artes del circuito realizan :u( -unciones. Esto te ayudar5 a determinar la -unción integral de todo el circuito. Conse>os