Nombre:

Chelsea Acosta

Asignatura:

Electrnica Bsica

Tema:

Fenmenos y Magnitudes Elctricas

Matricula:

14-4568

Seccin:

#30

Profesor:

Jeremy Gmez

Fecha:

30/05/2015

Introduccin

El presente informe se sustenta con el propsito de mostrar los resultados de una

investigacin acerca de los fenmenos y las magnitudes elctricas, dirigidos para

estimular el conocimiento general electrnico de los estudiantes, las siguientes

pginas detallan lo investigado en base el tema que ha sido planteado.

El arte en vez de declinar, debe conquistar la esfera de la tecnologa.

Otto Wagner

Fenmenos y Magnitudes Elctricas

Define brevemente: molcula, materia y tomo.

Molcula: Es la partcula ms pequea de una sustancia pura que

puede existir y sufrir cambios qumicos. Constituye la mnima

cantidad de una sustancia que mantiene todas sus propiedades

qumicas.

Materia: Es todo aquello que tiene un lugar en el espacio, posee una cierta

cantidad de energa, y est sujeto a cambios en el tiempo y a interacciones con

aparatos de medida.

tomo: es la parte ms pequea de un elemento que tiene

existencia propia y que est considerada como indivisible.

Describe las partculas del tomo. - El electrn es la partcula del tomo que transporta la energa elctrica

negativa (-).

- El protn transporta la energa elctrica positiva (+). - El neutrn no posee carga elctrica, por lo que es una partcula neutra.

Elabora un esquema grafico de un tomo de Hidrogeno, de Carbono y de Cobre.

Explica la diferencia de los cuerpos Conductores, Semiconductores y Aislante.

Conductores son todos aquellos materiales o elementos que permiten que los

atraviese el flujo de la corriente o de cargas elctricas en movimiento.

Aislantes son los materiales que no conducen la corriente elctrica, cuyos tomos

ni ceden ni captan

electrones.

Semiconductores son materiales cuya conductividad vara con la temperatura,

pudiendo comportarse como conductores o como aislantes. Resulta que se desean

variaciones de la conductividad no con la temperatura sino controlables

elctricamente por el hombre.

Compara con objeto real, las diferencias de los materiales Conductores,

Semiconductores y Aislante, de cinco ejemplos de ellos.

Conductores: podemos mencionar algunos metales (oro, la plata, el cobre),

soluciones de sales en agua, gases ionizados, etc.

Los semiconductores: el silicio, el germanio, el selenio, el arseniuro de galio, el

seleniuro de cinc y el telururo de plomo, etc.

Los aislantes: plstico, la mica, el vidrio, la goma, la cermica.

Defina Tensin Elctrica. La tensin elctrica es una magnitud fsica que cuantifica la diferencia de

potencial elctrico entre dos puntos.

Nombre el aparato para la medicin de la tensin elctrica y diga cmo debe conectarse dicho equipo.

El aparato para medir la tensin elctrica es el Voltmetro.

El voltmetro para medir la tensin elctrica debe ser conectado en paralelo con

la carga para la medicin de esta.

Define y dibuje los diferentes tipos de tensin elctrica.

Tensin alterna (VAC): En este tipo de corriente la intensidad varia con el

tiempo (nmero de electrones), adems cambia de sentido de circulacin a razn

de 50 veces por segundo (frecuencia 50Hz).

Tensin directa (VDC): en este tipo de corriente la energa que circula por el

circuito es siempre constante (mismo nmero de electrones), y no vara de

direccin de circulacin, siempre va en la misma direccin, es por eso que siempre

el polo positivo y el negativo son siempre los mismos.

Defina Corriente Elctrica.

Lo que conocemos como corriente elctrica no es otra cosa que la circulacin de

cargas o electrones a travs de un circuito elctrico cerrado, que se mueven

siempre del polo negativo al polo positivo de la fuente de suministro de fuerza

electromotriz (FEM).

Nombre el aparato para la medicin de la corriente elctrica y diga cmo debe conectarse dicho equipo.

El aparato para medir la corriente elctrica es el ampermetro y debe colocarse en

serie con la carga para medir dicha corriente.

Define Potencia Elctrica.

La potencia elctrica es la relacin de paso de energa de un flujo por unidad de

tiempo; es decir, la cantidad de energa entregada o absorbida por un elemento en

un tiempo determinado.

Nombre el aparato para la medicin de la potencia elctrica.

El aparato para medir la potencia elctrica es el Vatmetro.

Hable brevemente sobre el grafeno

Es una sustancia formada por carbono puro, con tomos dispuestos en patrn

regular hexagonal, similar al grafito, pero en una hoja de un tomo de espesor. Es

muy ligero: una lmina de 1 metro cuadrado pesa tan slo 0,77 miligramos.

Tensin alterna

Tensin directa

Se considera 200 veces ms fuerte que el acero y su densidad es

aproximadamente la misma que la de la fibra de carbono, y es aproximadamente

cinco veces ms ligero que el acero.

El grafeno es uno de los nuevos materiales con

mayor proyeccin para solucionar problemas

energticos en el futuro, gracias a sus propiedades

electrnicas.

El grafeno es un semiconductor que puede operar

a escala nanomtrica y a temperatura ambiente,

con propiedades que ningn otro semiconductor

ofrece y sin duda se convertir en el material base para la electrnica del futuro,

con dispositivos miniaturizados.

Ejercicios de auto evaluacin de la unidad I

1) Un bombillo elctrico contiene una resistencia R de 50ohm conectado a una fuente de voltaje Vs de 10V:

a) Cul es la potencia disipada en el bombillo? P=R.I^2

P=50* 0.2^2 P=2 watt

b) Cul es la Potencia entregada por la fuente Vs? P= V*I = 10* 0.2 = 2 watt.

c) Cul es la corriente total que circula por el circuito? P= V/R= 10/50= 10/50 =0.2 Amp.

2) Si el voltaje pico de la red elctrica en nuestro hogares es de 120Vrms a 60Hz,

cual es el voltaje pico mximo que puede alcanzar la seal, y en qu tiempo ocurre?

Tiempo en que ocurre:

F= 1/T= 1/60= 0.016= 16 Mili.

Voltaje Pico Mximo:

Vp= 120 * 2 = Vp= 120 * 1.4142 =

Vp = 170v

3) La siguiente figura muestra dos circuitos idnticos que conectan una batera de

6V a una resistencia de 18. La diferencia es que elegimos para medir las tensiones e intensidades en los dos circuitos de forma diferente: se utiliz un sistema de

coordenadas diferente de tensiones y corrientes en nuestras mediciones.

a) Cul es el voltaje (en voltios) v1 medida a travs de la batera?

V1= 6v

b) Cul es el voltaje (en voltios) v2 medida a travs de la resistencia? V2= 6v

c) Cul es la corriente (en amperios) i1 medido entrar en la batera? I(1)=V/R= 6V/18=0.333 Amp.

d) Cul es la corriente (en amperios) i2 mide entrar en la resistencia? I(2)=V/R= 6V/18=0.333 Amp.

e) Cul es la potencia (en vatios) P1 = v1 i1 entrar en la fuente de tensin? P1= V1 * I1 = (6v * 0.333Amp) = 1.998

f) Cul es la potencia (en vatios) P2 = v2 i2 entrar en la resistencia? P2= V2 x I2 = (6 x 0.333Amp.) = 1.998

g) Cul es el voltaje (en voltios) v3 medida a travs de la batera? V3 = -6v

h) Cul es el voltaje (en voltios) v4 medida a travs de la resistencia? V4 = 6v

i) Cul es la corriente (en amperios) i3 mide entrar en la batera? I(3)=V/R= (-6)/(18= )= -0.333Amp.

j) Cul es la corriente (en amperios) i4 mide entrar en la resistencia? I(2)=V/R= 6V/18= 0.333 Amp.

k) Cul es la potencia (en vatios) P3 = v3 i3 entrar en la fuente de tensin? P2= V3 x I2 = (-6 x -0.333Amp.) = 1.998

l) Cul es la potencia (en vatios) P4 = v4 i4 entrar en la resistencia? P2= V4 x I2 = (6 x 0.333Amp.) = 1.998

4) De acuerdo al circuito, cunta corriente producira un voltaje aplicado de 10

volts a travs de una resistencia de 5 ohms?, Cunta potencia entrega la fuente B1?,

Cunta potencia consume la resistencia R1?

Corriente Producida:

P= V/R= 10/5=2 Amp.

Potencia Entregada:

P= V*I = 10* 2 = 20 watt.

Potencia Consumida:

P=R.I^2

P=10* 2^2 P=40 watt

5) De acuerdo al diagrama, cul es la resistencia que, si se le aplica un voltaje de

60 volts, producira una corriente de 3 amperes?, Cunta potencia entrega la fuente

B1?, Cunta potencia consume la resistencia R1?

Convirtiendo Amperes a Ohm.

Ohm = Voltio / Amperes

Ohm = 60/3 = 20

Corriente Producida:

P= V/R= 60/20= 3 Amp.

Potencia Entregada:

P= V*I = 60* 3 = 180 watt.

Potencia Consumida: P=R.I^2

P=60* 3^2 P=540 wat

6) Si el foco del circuito del diagrama tiene una resistencia de

100 ohms y una corriente de 1 ampere, cul ser el voltaje

producido por la fuente?, Cunta potencia entrega la fuente

B1?, Cul es la potencia consumida por el foco?

Convirtiendo Amperes a Voltio.

Voltio = Amperes * Ohm

Voltio = 100 * 1= 100

Voltaje Producido por B1:

B1= V/R= 100/100= 1 Amp.

Potencia Entregada:

P= V*I = 100* 1 = 100 watt.

Potencia Consumida: P=R.I^2

P=100* 1^2 P=100 watt

7) Calcular el voltaje pico (Vp) y el periodo (T) de la red elctrica de Argentina?

Datos de Argentina: 220 Vrms a 50 Hz

Periodo: F= 1/T= 1/50= 0.02= 20 mili

Voltaje Pico:

Vp= 220 * 2 = Vp= 220 * 1.4142 =

Vp = 311v

8) Si en nuestra casa queremos conectar las siguientes cargas a un inversor, cul

sera la potencia total consumida por todas las carga, la capacidad del inversor, y la

corriente total consumida por todo los equipos?

a) cinco bombillos de 20Wc/u b) dos abanico de 80W c) un televisor de 100W d) una computadora de 200W

Potencia total:

La potencia total consumida por todas las cargas es 560watts

Corriente total:

La corriente total consumida por todos los equipos es 1 Amp

Capacidad del inversor:

El inversor necesita tener una capacidad aproximada de 1.0w estara ms que bien.

9) Si dejramos un bombillos de 200W encendido por un mes las 24 horas del da,

sin que haya una interrupcin de la energa elctrica, cul sera el costo total que la

copana elctrica nos cobrara si el costo de la energa elctrica es $4.44 pesos el kilo

vatio horas.

200w * 24h = 4800w = 4.8

4.8 * 30 dias = 144

144 * 4.4 = 633 pesos

10) Juan tiene un granero que est a 113.0 metros de su casa. l tiene que

suministrar 1000 vatios a 240 V a una carga resistiva a su establo de la lnea de

alimentacin de 60 Hz en su casa. Tenga en cuenta que el circuito de la casa de la

granja requiere de dos longitudes del cable de interconexin. Se propone utilizar el

nmero 12 AWG para conectar su casa a su granero. (AWG American Wire

Gauge).El Nmero 12 AWG de alambre de cobre tiene una resistencia de 1.588 por 1000 pies.

Datos

L= 113M

P= 1000va

V= 240v

F= 60 hz

R= 1.588 / 1000pies

a) Cul es la resistencia total (en ohmios) de la lnea de transmisin?. Solucin 1m------------- 3.28pies

X -------------- 1000pies

x=(1000pies*1m)/(3.28 pies)=304.8

308.4m----------------1.588 113.0m---------------- x

x=(113.0m*1.588)/308.4m=0.589 R = 0.589

b) Cul es la resistencia (en ohmios) de la carga de Juan en su granero? R= v^2/P=240^2/1000= 57600/1000=57.6

c) Cul es la cada de tensin (en voltios) de la casa a la carga en el establo debido a la resistencia en la lnea de transmisin de Juan?

I= V/R=240v/(58.78 )=4.083 Amp

Determinando la Cada de tensin

vL = (1.178 x 4.083) vL= 4.81V

Conclusin

Al completar el informe presente se ha llegado a la siguiente conclusin:

Los sistemas elctricos pueden ser un desafo para disear y analizar ya que requieren

que ests familiarizado con distintas cantidades de vatios, voltios, amperios, culombios y

ohmios, por mencionar algunos, y con cmo esas cantidades se relacionan entre s. En

ciertos sistemas donde el voltaje es relativamente fijo, como el cableado de un auto o de

una casa, el vatiaje y el amperaje son intercambiables aunque miden cosas completamente

diferentes. Por eso, es bastante til saber cmo convertir vatios a amperios cuando haya

cierto voltaje.

Bibliografa

Electrnica: Teora de circuitos y dispositivos electrnicos, Boylestad, Robert L. y Louis Nashelsky, ISBN-10:9702604362, 8va. Edicin. Pearson, 2003. (Libro de

texto).

Introduccin al anlisis de circuitos, Boylestad, Robert L, ISBN-10: 9702604486 10ma. Edicin, Pearson. 2004.

Fundamentos de electrnica, Boylestad, Robert, Louis Nashelsky, 4 Edicin, ISBN: 9688809578, Person , 1997.