Upload
others
View
5
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA ESCUELA DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL MODULO 2
CURSO: CIRCUITOS Y MAQUINAS ELECTRICASProfesor del Curso : Ms.Sc. César L. López Aguilar
Ingeniero Mecánico Electricista CIP 67424
1. Definiciones
2. Parámetros de los Circuitos Eléctricos.
3. Otras Unidades Eléctricas
4. Práctica 02. Cálculo de Variables de los Circuitos
Eléctricos
25/09/2013 Ing. César Lopez Aguilar
25/09/2013 Ing. César Lopez Aguilar
1. DEFINICION CIRCUITO ELÉCTRICO
El circuito eléctrico es el sistema básico de la electricidad
mediante el cual aprendemos una serie de conceptos y sus
correspondientes aplicaciones.
Se define como un conjunto de elementos conductores que
forman un camino cerrado (malla) por el cual circula una
corriente eléctrica.
2
25/09/2013 Ing. César Lopez Aguilar
Las partes que constituyen un circuito eléctrico son:
a. La fuente de tensión
b. El interruptor
c. Los conductores
d. El receptor o carga
En la fuente de tensión se
transforma energía en energía
eléctrica obteniéndose una tensión eléctrica.
El interruptor tiene la función de abrir o cerrar el circuito.
En el receptor se transforma la energía eléctrica en la forma
de energía deseada (calorífica, mecánica, etc.) por lo tanto, el
receptor es un convertidor de energía.
Los conductores permiten el transporte de la energía desde
la fuente hasta el receptor.
3
4
2. Variables de los Circuitos Eléctricos
2.1 TENSIÓN ELÉCTRICA, POTENCIAL ELECTRICO,
DIFERENCIA DE POTENCIAL ELECTRICO, FUERZA
ELECTROMOTRIZ
La tensión se origina por separación de cargas.
Tensión es la tendencia de las cargas a
compensarse.
Símbolo de la tensión = U
UNIDAD DE LA TENSIÓN
La unidad de la tensión es el volt. Símbolo del volt = V
Múltiplo del volt: kilovolt (Kv) 1 kV = 1 000 V
Submúltiplo del volt: milivolt (mV) 1 V = 1 000 mV
25/09/2013 Ing. César Lopez Aguilar
5
TIPOS DE TENSIÓN ELÉCTRICA
Tensión continua (DC, dc):
Tensión alterna (AC, ac):
La tensión continua mantiene su polaridad en el tiempo.
La tensión alterna cambia su polaridad en el tiempo.
25/09/2013 Ing. César Lopez Aguilar
6
EL VOLTÍMETRO
El voltímetro mide la tensión eléctrica.
El voltímetro se conecta en paralelo a
la carga.
El voltímetro tiene una resistencia
interna muy elevada.
EL VOLTÍMETRO
1º Seleccione el tipo de tensión (AC o
DC).
2º Escoja la escala apropiada.
3º Conecte las puntas de medición.
4º Inserte el voltímetro en paralelo.
5º Tome la lectura.
25/09/2013 Ing. César Lopez Aguilar
7
FORMAS DE OBTENER TENSIÓN
• Por fricción.
• Por luz.
• Por presión.
• Por calor.
• Por procesos químicos.
• Por electromagnetismo.
PRACTICA DOMICILIARIA 1
Explique Usted y mediante esquemas, las formas de obtener
la tensión. NOTA: El trabajo es grupal y se presentará en
PPT, en las horas de práctica después de la teoría.
25/09/2013 Ing. César Lopez Aguilar
8
2.2 CORRIENTE ELÉCTRICA
• Es el movimiento ordenado de cargas.
• La tensión es la causa de la corriente.
• Es la velocidad con que se desplazan las cargas.
• Símbolo de la corriente = I
UNIDAD DE LA CORRIENTE
La unidad de la corriente es el ampere.
Símbolo del ampere = A
Múltiplo del ampere: kiloamperio (kA)
1 kA = 1 000 A
Submúltiplo del amperio: miliamperio (mA)
1 A = 1 000 mA
25/09/2013 Ing. César Lopez Aguilar
9
EL AMPERÍMETRO
• El amperímetro mide corriente
eléctrica.
• El amperímetro se conecta en serie
a la carga.
• El amperímetro tiene una resistencia
interna muy pequeña.
CONEXIÓN DE UN AMPERIMETRO1º Seleccione el tipo de corriente (AC o
DC).
2º Escoja la escala apropiada o la más
elevada.
3º Conecte las puntas de medición.
4º Inserte el amperímetro en serie con la
carga.
5º Tome la lectura.
25/09/2013 Ing. César Lopez Aguilar
10
SENTIDO DE LA CORRIENTE
a) Sentido técnico b) Sentido real
Se tomará el sentido técnico de ahora en adelante
25/09/2013 Ing. César Lopez Aguilar
11
EFECTOS DE LA CORRIENTE
• Calorífico.
• Luminoso.
• Químico.
• Electromagnético.
• Fisiológico.
PRACTICA DOMICILIARIA 2
Explique Usted y mediante esquemas, los efectos de la
corriente eléctrica. NOTA: El trabajo es grupal y se
presentará en PPT, en las horas de práctica después de
la teoría.
25/09/2013 Ing. César Lopez Aguilar
13
2.3 RESISTENCIA ELÉCTRICA
• Es la oposición que ejercen los materiales al paso de la
corriente.
• La resistencia de un conductor depende del
material, su longitud y sección.
• Símbolo de la resistencia = R
+_ - - - -
CONDUCTOR
25/09/2013 Ing. César Lopez Aguilar
14
UNIDAD DE LA RESISTENCIA
La unidad de la resistencia es el ohm.
Símbolo del ohm = Ω
Múltiplos del ohm: kilohm (kΩ) 1 kΩ = 1 000 Ωmegaohm
(MΩ) 1 MΩ = 1 000 000 Ω
Submúltiplo del ohm: miliohm (mΩ) 1 Ω=1 000 mΩ
FÓRMULA DE LA RESISTENCIA
…..ecuación 1
Donde:
R = resistencia (Ω)
ρ = resistividad (Ω x mm2 / m)
l = longitud (m)
S = sección transversal (mm2)
25/09/2013 Ing. César Lopez Aguilar
15
EL OHMÍMETRO
• El ohmímetro mide resistencia eléctrica.
• El ohmímetro se conecta directamente a los
bornes del resistor o carga.
• Nunca debe medirse resistencia a un
dispositivo o resistor energizado.
25/09/2013 Ing. César Lopez Aguilar
16
CONEXIÓN DE UN OHMIMETRO
1º Seleccione la función ohmímetro.
2º Escoja la escala apropiada.
3º Conecte las puntas de medición y crúcelas.
4º Haga el ajuste a cero, si el ohmímetro es analógico.
5º Asegúrese que el resistor a medir esté sin energía.
6º Inserte el ohmímetro directamente a la carga.
7º Tome la lectura.
25/09/2013 Ing. César Lopez Aguilar
17
RESISTENCIA Y TEMPERATURA
Donde:
RF = resistencia final (Ω).
R20ºC = resistencia a 20ºC (Ω).
α = coeficiente térmico (1/ºC) ó (1/ºK).
TF = temperatura final (ºC).
En la siguiente tabla N° 01, se muestra la resistividad y
el coeficiente térmico para diferentes materiales.25/09/2013 Ing. César Lopez Aguilar
18
RESISTIVIDAD Y COEFICIENTE TERMICO DE LOS MATERIALES a 20° C
TABLA N° 01
MATERIAL RESISTIVIDAD COEF.TEMERA - COEFICIENTE DE DENSIDAD
( - mm² / m ) URA 1 / °C FUSION °C Kg./ dm3
Plata recocida 0.0146 0.0038 960 10.5
Plata martillada 0.0159 0.0038 960 10.5
Cobre electrolit. 0.01754 0.00393 1083 8.97
Cobre recocido patron 0.0195 0.00393 1083 8.97
Cobre recocido industrial 0.0207 0.00393 1083 8.97
Oro recocido 0.0233 0.0034 1063 19.3
Oro martillado 0.0236 0.0034 1063 19.3
Aluminio puro 0.0261 0.00446 660 2.7
Aluminio recocido 0.028 0.00446 660 2.7
Mobideno 0.0557 0.0033 2625 10.2
Cinc 0.057 0.0007 419 7.15
Tungsteno 0.06 0.0045 3410 19.3
Hierro fundido 0.098 0.0050 1535 7.86
Hierro puro 0.13 0.0050 1535 7.86
Hierro galvanizado 0.196 0.0050 1535 7.86
Niquel 0.11 0.0048 1455 8.9
Platino 0.12 0.0037 1769 21.45
Estaño 0.13 0.0037 232 7.29
Plomo 0.205 0.0039 327 11.34
Antimonio 0.36 0.0039 631 6.62
Mercurio 0.95 0.0007 - 39 13.6
25/09/2013 Ing. César Lopez Aguilar
19
10 E + 12 TERA T
10 E + 9 GIGA G
10 E + 6 MEGA M
10 E + 3 KILO K
10 E - 2 centi c
10 e - 3 mili m
10 E - 6 micro u
10 E - 9 nano n
10 E - 12 pico p
10 E - 15 femto f
MULTIPLO PREFIJO SIMBOLO
Tabla N° 02.- PREFIJOS SI
25/09/2013 Ing. César Lopez Aguilar
Para la tabla N° 01, cuál de los materiales tiene más resistencia. Cuales
menos resistencia
RESPUESTA…….
2225/09/2013 Ing. César Lopez Aguilar
PRACTICA DE CLASE. Marcar la respuesta correcta
1. Convertir 2.5 A a mA.
a) 2500 b) 25 c) 250 d) 0.0025 e) 0.025
2. Convertir 230 V a kV.
a) 2300 b) 0.23 c) 230000 d) 2.3 e) 0.0023
3. En una Instalación Eléctrica, al aumentar la sección del conductor,
entonces la Resistencia
a) Aumenta b) Disminuye c) Se mantiene d) N.A.
4. Calcular la resistencia de un conductor de cobre de 2,5 mm2 de 30 m de
longitud, a 20°C. Si el material se cambia a aluminio, que pasa con su
resistencia
5. Para el ejemplo anterior, si los materiales se usan a 40°C, que pasa con
su resistencia. Realizar un cuadro comparativo.
MATERIAL RESISTENCIA 20 C RESISTENCIA 40 C
2325/09/2013 Ing. César Lopez Aguilar
6. Para la tabla N° 01, cuál de los materiales tiene más
resistencia. Cuales menos resistencia
RESPUESTA…….
7. Cuál es el símbolo y designación de la energía Eléctrica
y la Potencia Reactiva.
8. Un grupo electrógeno, que forma emplea para obtener
tensión eléctrica.
9. Al prender un fluorescente en su domicilio, el efecto de
la corriente eléctrica, se le conoce como…..
PRACTICA DE CLASE
24
4. Práctica N° 02. Cálculo de Parámetros de los Circuitos
Eléctricos
1. Convertir a kV : 220 V, 13200 V, 380 V, 460 V.
2. Convertir a V: 22.9 kV, 500 kV, 220 kV, 138 kV.
3. Convertir a A: 8kA, 6 kA,
4. Convertir a mA : 1 A, 2.5 A, 0.5 A, 0.025 A.
5. Un alambre de cobre electrolítico tiene una longitud de
100 m, 1 mm de diámetro. Calcular la resistencia del
alambre.
6. Para el mismo alambre de 100 m, calcular la resistencia
para 2, 3, 4 y 5 mm de diámetro. Graficar Resistencia VS
Area. Comentar su gráfico.
7. Para él mismo conductor 1 mm de diámetro), calcular la
resistencia para 150, 200, 250 y 300 m. Graficar
Resistencia VS longitud. Comentar su gráfico.
25/09/2013 Ing. César Lopez Aguilar
25
4. Práctica 01. Cálculo de Variables de los
Circuitos Eléctricos
8. Un alambre de cobre recocido industrial tiene una longitud
de 100 m., 1 mm de diámetro. Calcular la resistencia del
alambre a 20°C, 30°C, 40°C y 50°C. Graficar Resistencia
VS temperatura. Comentar su gráfico.
El trabajo es grupal y se desarrollará y presentará en fisico,
en las horas de práctica, después de la teoría.
25/09/2013 Ing. César Lopez Aguilar