Tema: Principios de electricidad y electrónica

LUIS EDUARDO ZARATE ZAMBRANO.

Realizar la siguiente investigación:

1. Explique brevemente ¿cómo está formado un átomo y cuál es el comportamiento de cada uno

de sus componentes? ¿Cuándo hay atracción y cuando hay repulsión?

Se conforma de un núcleo central el cual contiene protones (que son las cargas positivas de la

estructura), los neutrones que como su nombre lo indican poseen carga neutra.

También se conforman de órbitas que rodean al núcleo, el cual posee las cargas negativas de la

estructura.

Cuando varia el número de electrones en la capa se comportan como iones.

2. ¿Qué es voltaje, que unidades tiene y como se mide en un circuito?

El voltaje, tensión o diferencia de potencial es la presión que ejerce una fuente de suministro de energía

eléctrica o fuerza electromotriz (FEM) sobre las cargas eléctricas o electrones en un circuito eléctrico

cerrado, para que se establezca el flujo de una corriente eléctrica.

A mayor diferencia de potencial o presión que ejerza una fuente de FEM sobre las cargas eléctricas o

electrones contenidos en un conductor, mayor será el voltaje o tensión existente en el circuito al que

corresponda ese conductor.

Un circuito es una red eléctrica (interconexión de dos o más componentes, tales como resistencias,

inductores, capacitores, fuentes, interruptores y semiconductores) que contiene al menos una

trayectoria cerrada.

COMPONENTES FUNDAMENTALES DE UN CIRCUITO ELÉCTRICO Para decir que existe un circuito eléctrico cualquiera, es necesario disponer siempre de tres componentes o elementos fundamentales:

1. Una fuente (E) de fuerza electromotriz (FEM), que suministre la energía eléctrica necesaria en volt.

2. El flujo de una intensidad (I) de corriente de electrones en ampere.

3. Existencia de una resistencia o carga (R) en ohm, conectada al circuito, que consuma la energía que proporciona la fuente de fuerza electromotriz y la

transforme en energía útil, como puede ser, encender una lámpara, proporcionar frío o calor, poner en movimiento un motor, amplificar sonidos por un altavoz, reproducir imágenes en una pantalla, etc.

Izquierda: circuito eléctrico compuesto por una fuente de fuerza< electromotriz (FEM), representada por una pila; un flujo de corriente< (I) y una resistencia o carga eléctrica (R). Derecha: el mismo circuito eléctrico representado de forma esquemática.

Si no se cuentan con esos tres componentes, no se puede decir que exista un circuito eléctrico. Los circuitos pueden ser simples, como el de una bombilla de alumbrado o complejo como los que emplean los dispositivos electrónicos.

Izquierda: circuito eléctrico simple compuesto por una bombilla incandescente conectada a una fuente de FEM doméstica. Derecha: circuito eléctrico complejo integrado por componentes electrónicos.

Unidades de medida de los componentes que afectan al circuito eléctrico La tensión que la fuente de energía eléctrica proporciona al circuito, se mide en volt y se representa con la letra (V). La intensidad del flujo de la corriente (I), se mide en ampere y se representa con la letra (A). La resistencia (R) de la carga o consumidor conectado al propio circuito, se mide en ohm y se representa con la letra griega

omega ( ). Estos tres componentes están muy íntimamente relacionados entre sí y los valores de sus parámetros varían proporcionalmente de acuerdo con la Ley de Ohm. El cambio del parámetro de uno de ellos, implica el cambio inmediato de parámetro de los demás. Las unidades de medidas del circuito eléctrico tienen también múltiplos y submúltiplos

como, por ejemplo, el kilovolt (kV), milivolt (mV), miliampere (mA), kilohm (k ) y

megohm (M ).

3. ¿Qué es corriente o intensidad, que unidades tiene y como se mide en un circuito?

Es la magnitud física que expresa la cantidad de electricidad que fluye por un conductor en la unidad de tiempo. Su unidad en el Sistema Internacional es el amperio.

Si dos cuerpos de carga igual y opuesta se conectan por medio de un conductor metálico, por ejemplo un cable, las cargas se neutralizan mutuamente.

Esta neutralización se lleva a cabo mediante un flujo de electrones a través del conductor, desde el cuerpo cargado negativamente al cargado positivamente (en ingeniería eléctrica, se considera por convención que la corriente fluye en sentido opuesto, es decir, de la carga positiva a la negativa). En cualquier sistema continuo de conductores, los electrones fluyen desde el punto de menor potencial hasta el punto de mayor potencial. Un sistema de esa clase se denomina circuito eléctrico.

Al índice Carga eléctrica. Los materiales en situación normal están neutralizados eléctricamente porque tienen tantos protones como electrones, pero, en ciertas circunstancias, pueden electrizarse, es decir acumular más cargas positivas o negativas. Es la cantidad de electricidad (cargas eléctricas positivas o negativas) que se acumula en un cuerpo electrizado. La Carga eléctrica se mide en Culombios. Cada Culombio equivale a 6 250 000 000 000 000 000 electrones. Intensidad. Es la cantidad de carga eléctrica que circula por un circuito en un segundo. La Intensidad de corriente eléctrica se mide en Amperios . 1 Amperio es la corriente eléctrica resultante cuando circula por un circuito un Culombio cada segundo.

4. ¿Qué es carga eléctrica?

En física, la carga eléctrica es una propiedad intrínseca de algunas partículas subatómicas que se manifiesta mediante atracciones y repulsiones que determinan las interacciones electromagnéticas

entre ellas. La materia cargada eléctricamente es influida por los campos electromagnéticos , siendo a su vez, generadora de ellos. La interacción entre carga y campo eléctrico origina una de las 4 interacciones fundamentales: la interacción electromagnética.

La carga eléctrica es de naturaleza discreta, fenómeno demostrado experimentalmente por Robert Millikan. Por razones históricas, a los electrones se les asignó carga negativa: –1, también expresada –e. Los protones tienen carga positiva: +1 o +e. A los quarks se les asigna carga fraccionaria: ±1/3 o ±2/3, aunque no se han podido observar libres en la naturaleza.1

5. ¿Qué es una fuente de energía?

Las fuentes de energía son elaboraciones naturales más o menos complejas de las que el ser humano

puede extraer energía para realizar un determinado trabajo u obtener alguna utilidad. Por ejemplo el

viento, el agua, el sol…

6. ¿Qué tipos de corriente eléctrica hay y qué diferencias hay entre ellos?

TIPOS DE CORRIENTE ELÉCTRICA

En la práctica, los dos tipos de corrientes eléctricas más comunes son: corriente directa (CD) o continua y corriente alterna (CA). La corriente directa circula siempre en un solo sentido, es decir, del polo negativo al positivo de la fuente de fuerza electromotriz (FEM) que la suministra. Esa corriente mantiene siempre fija su polaridad, como es el caso de las pilas, baterías y dinamos.

Gráfico de una corriente directa (C.D.) o continua (C.C.).

Gráfico de la sinusoide que posee una corriente alterna (C.A.).

La corriente alterna se diferencia de la directa en que cambia su sentido de circulación periódicamente y, por tanto, su polaridad. Esto ocurre tantas veces como frecuencia en hertz (Hz) tenga esa corriente . A la corriente directa (C.D.) también se le llama "corriente continua" (C.C.). La corriente alterna es el tipo de corriente más empleado en la industria y es también la que consumimos en nuestros hogares. La corriente alterna de uso doméstico e industrial cambia su polaridad o sentido de circulación 50 ó 60 veces por segundo,

según el país de que se trate. Esto se conoce como frecuencia de la corriente alterna. En los países de Europa la corriente alterna posee 50 ciclos o hertz (Hz) por segundo de frecuencia, mientras que los en los países de América la frecuencia es de 60 ciclos o hertz.

7. ¿Qué es resistencia?, ¿en qué unidades se mide y averigüe el código de colores indicando

que significa cada franja?

QUÉ ES LA RESISTENCIA ELÉCTRICA Resistencia eléctrica es toda oposición que encuentra la corriente a su paso por un circuito eléctrico cerrado, atenuando o frenando el libre flujo de circulación de las cargas eléctricas o electrones. Cualquier dispositivo o consumidor conectado a un circuito eléctrico representa en sí una carga, resistencia u obstáculo para la circulación de la corriente eléctrica.

A.- Electrones fluyendo por un buen conductor eléctrico, que ofrece baja resistencia. B.- Electrones fluyendo por un mal conductor. eléctrico, que ofrece alta resistencia a su paso. En ese caso los electrones chocan unos contra otros al no poder circular libremente y, como consecuencia, generan calor.

Normalmente los electrones tratan de circular por el circuito eléctrico de una forma más o menos organizada, de acuerdo con la resistencia que encuentren a su paso. Mientras menor sea esa resistencia, mayor será el orden existente en el micromundo de los electrones; pero cuando la resistencia es elevada, comienzan a chocar unos con otros y a liberar energía en forma de calor. Esa situación hace que siempre se eleve algo la temperatura del conductor y que, además, adquiera valores más altos en el punto donde los electrones encuentren una mayor resistencia a su paso. La resistencia eléctrica se mide en unidades llamadas ohms (W) en honor a Georg Simon Ohm, físico

alemán que puso a prueba distintos tipos de cable en diversos circuitos para determinar el efecto de la

resistencia del cable en la corriente.

Códigos y series de las Resistencias

Código de colores Resistencias SMD Series normalizadasSimbología

Código de colores

Colores 1ª Cifra 2ª Cifra Multiplicador Tolerancia

Negro 0 0

Marrón 1 1 x 10 1%

Rojo 2 2 x 102 2%

Naranja 3 3 x 103

Amarillo 4 4 x 104

Verde 5 5 x 105 0.5%

Azul 6 6 x 106

Violeta 7 7 x 107

Gris 8 8 x 108

Blanco 9 9 x 109

Oro x 10-1 5%

Plata x 10-2 10%

Sin color 20%

Ejemplo: Si los colores son: ( Marrón - Negro - Rojo - Oro ) su valor en ohmios es: 10x 1005 % = 1000 = 1K Tolerancia de 5% 5 bandas de colores También hay resistencias con 5 bandas de colores, la única

diferencia respecto a la tabla anterior, es qué la tercera banda es la 3ª Cifra, el resto sigue igual.

Descargue (CodRes.exe) Programa freeware para el cálculo de las resistencias, cortesía de Cesar Pérez.

Codificación en Resistencias SMD En las resistencias SMD ó de montaje en superficie su

codificación más usual es:

1ª Cifra = 1º número 2ª Cifra = 2º número 3ª Cifra = Multiplicador

En este ejemplo la resistencia tiene un valor de: 1200 ohmios = 1K2

1ª Cifra = 1º número La " R " indica coma decimal 3ª Cifra = 2º número

En este ejemplo la resistencia tiene un valor de: 1,6 ohmios

La " R " indica " 0. " 2ª Cifra = 2º número 3ª Cifra = 3º número

En este ejemplo la resistencia tiene un valor de: 0.22 ohmios

Series de resistencias E6 - E12 - E24 - E48, norma IEC Series de resistencias normalizadas y comercializadas mas

habituales para potencias pequeñas. Hay otras series como las E96, E192 para usos más especiales.

E6 1.0 1.5 2.2 3.3 4.7 6.8

E12 1.0 1.2 1.5 1.8 2.2 2.7 3.3 3.9 4.7 5.6 6.8 8.2

E24 1.0 1.1 1.2 1.3 1.5 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.7 3.0 3.3 3.6 3.9 4.3 4.7 5.1 5.6 6.2 6.8 7.5 8.2 9.1

E48

1.0 1.05 1.10 1.15 1.21 1.27 1.33 1.40 1.47 1.54 1.62 1.69

1.78 1.87 1.96 2.05 2.15 2.26 2.37 2.49 2.61 2.74 2.87 3.01

3.16 3.32 3.48 3.65 3.83 4.02 4.22 4.42 4.64 4.87 5.11 5.36

5.62 5.90 6.19 6.49 6.81 7.15 7.50 7.87 8.25 8.66 9.09 9.53

Tolerancias de las series :E6 20% - E12 10% - E24 5% - E48 2%

Valores de las resistencias en , K , M IEC = Comisión eléctrica Internacional

Código de colores Resistencias SMD Series normalizadasSimbología

8. ¿Qué es la ley de ohm?

La Ley de Ohm establece que la intensidad que circula por un conductor, circuito o resistencia, es inversamente proporcional a la resistencia (R) y directamente proporcional a la tensión (E).

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, 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.

9. ¿Qué instrumentos de medición existen para medir en circuitos eléctricos y Electrónicos?

El Amperímetro, El Voltímetro, El Ohmimetro, El Multimetro analógico, El Multimetro Digital

(DMM)

10. ¿Qué es un circuito serie y uno paralelo?

Un circuito en serie es una configuración de conexión en la que los bornes o terminales de los

dispositivos (generadores, resistencias, condensadores, interruptores, entre otros.) se conectan

secuencialmente.

El circuito en paralelo es una conexión donde los bornes o terminales de entrada de todos los

dispositivos (generadores, resistencias, condensadores, etc.) conectados coincidan entre sí, lo mismo

que sus terminales de salida.