Diapositivas de unidades eléctricas

2.  1. Electrones, electricidad y magnetismo
 1. Flujos de electrones: electricidad y magnetismo
 1.1. La corriente eléctrica
 1.2. Ley de Ohm
 1.3. Energía, calor y potencia eléctrica
 1.4. Resistencia y circuitos eléctricos
 1.5. Electrólisis
 1.6. Campo magnético de una corriente eléctrica
 1.7. Imanes y circuitos magnéticos
 1.8. Galvanómetros, amperímetros y voltímetros
 1.9. Inducción electromagnética
 1.10. Autoinducción e inducción mutua
 1.11. Generador y motor eléctricos
 1.12. Corriente alterna

3. • Define el concepto corriente eléctrica, sus conceptos y leyes asociados. Indica la
dirección de dicha corriente; analiza y soluciona ejercicios sobre el tema.
• Establece las relaciones entre la corriente eléctrica continua y alterna; resuelve
situaciones problémicas cotidianas en las que se evidencie esta relación.
• Define una fuente de fem y determina cuantitativamente la fem inducida en un
conductor móvil.
• Representa y arma resistores en serie y paralelo, determina sus características y
realiza cálculos en situaciones diversas
• Explica la ley de Faraday de la electrólisis y el equivalente electroquímico de una
sustancia.
• Demuestra la correcta utilización de un galvanómetro, amperímetro y voltímetro en
procesos de medición
• Establece las leyes de Lenz y de Faraday que rigen el proceso de la inducción
electromagnética y las aplica en la resolución efectiva de ejercicios.
• Integra y contextualiza los conceptos relacionados con la autoinducción e inducción
mutua; además, resuelve con probidad ejercicios al respecto.
• Define los conceptos de generador y motor eléctrico, y establece sus diferencias más
notables; realiza las consideraciones cuantitativas pertinentes y resuelve exitosamente
ejercicios de aplicación.
• Establece e integra los conceptos relacionados con los circuitos de corriente alterna y
demuestra probidad en la resolución de ejercicios de aplicación.

4. Las cargas eléctricas son partículas que
ejercen fuerzas atractivas y repulsivas
entre ellas.
Se dividen en dos tipos diferentes: las
cargas positivas y las cargas negativas.
Una positiva y una negativa se atraen
entre sí. Si se atraen, deben ser de
distinta carga.
Las cargas negativas repelen a las
cargas negativas. Las cargas positivas
también se repelen entre sí.

5. En la actualidad se conoce que la carga
eléctrica es una propiedad cuantizada.
La unidad más elemental de carga es la
del electrón y que corresponde a:
1,6× 10-19 culombios y es conocida como carga
elemental. El valor de la carga eléctrica de
un cuerpo, representada como q o Q, se mide
según el número de electrones que posea en
exceso o en defecto, con relación al número
de protones.

6. En el Sistema Internacional de
Unidades, la unidad de carga eléctrica
se denomina culombio (símbolo C) y se
define como la cantidad de carga que a
la distancia de 1 metro ejerce sobre
otra cantidad de carga igual, la fuerza
de 9×109 N.
Si partimos del valor de carga del
electrón podemos calcular el número
de electrones que hay en un culombio
de la siguiente manera:
1e- ------- 1,6 x 10-19 C
X -------- 1 C
X= 6,25 X1018 e-

7. La fuerza de atracción o de rechazo de
una carga a otra depende de la
cantidad de las cargas y de la
separación que existe entre ellas.

8. Para calcular la fuerza con la que se atraen
dos cargas eléctricas de distinto signo
utilizaremos la fórmula de la Ley de
Coulomb, la cual nos dice que la fuerza con
que se atraen estas dos partículas es
directamente proporcional al producto de
las cargas e inversamente proporcional al
cuadrado de la distancia que las separa,
puede calcularse según la siguiente
ecuación:
F= k QI Q2/ D2
Donde:
F: Fuerza expresada en Newton [N]
QI y Q2: son Cargas expresadas en
Culombios [C]
D: Distancia de separación entre las cargas
expresada en metros [m]
K: Constante de proporcionalidad: 9 X 109
Nm2/C2 para el aire o vacío.

9. La corriente eléctrica es el movimiento
ordenado de cargas eléctricas dentro
de un conductor debido a una
diferencia de potencial entre sus
extremos, por eso dentro del
conductor aparece un campo eléctrico
que moverá a las cargas eléctricas.

11. En un sentido más amplio la
corriente eléctrica es la circulación
de cargas o electrones a través de
un circuito eléctrico cerrado, las
cargas se mueven siempre del polo
negativo al polo positivo de la
fuente de suministro de fuerza
electromotriz (FEM) o de un
generador de corriente.

12. Es una magnitud física cuyo valor
nos indica la cantidad de carga
eléctrica que pasa por la sección
transversal del conductor en cada
unidad de tiempo,
matemáticamente se le puede
expresar así:
I = Q / t

13. En el Sistema Internacional de
Unidades, la intensidad de
corriente se expresa en C/s
(culombios sobre segundo),
unidad que se denomina amperio.
Para obtener una corriente de 1
amperio, es necesario que
1 culombio de carga eléctrica por
segundo esté atravesando un
plano imaginario trazado en el
material conductor.

14. El instrumento usado para medir la intensidad
de la corriente eléctrica es el
galvanómetro que, calibrado en amperios, se
llama amperímetro
AMPERÍMETRO

15. Para efectuar la medida es necesario
que la intensidad de la corriente circule
por el amperímetro, por lo que éste
debe colocarse en serie, para que sea
atravesado por dicha corriente. El
amperímetro debe poseer una
resistencia interna lo más pequeña
posible con la finalidad de evitar una
caída de tensión apreciable (al ser muy
pequeña permitirá un mayor paso de
electrones para su correcta medida).

16. Circula siempre en el mismo
sentido y con un valor
constante. La producen
dínamos, pilas, baterías,
acumuladores.
CORRIENTE
CONTINUA

17. Circula alternativamente en dos sentidos,
variando al mismo tiempo su valor. La
producen los generadores de C.A., es el
tipo de corriente que llega a nuestros
hogares.

18. La tensión eléctrica o diferencia de
potencial, también denominada
voltaje es una magnitud física que
cuantifica la diferencia de potencial
entre dos puntos.

19. También se puede definir como
el trabajo por unidad de carga
eléctrica ejercido por un campo
eléctrico sobre una partícula
cargada para moverla entre dos
posiciones determinadas. Este
traslado de cargas es lo que se
conoce como corriente
eléctrica.

20. Este movimiento de las cargas
eléctricas por el circuito se
establece a partir del polo
negativo de la fuente de FEM
hasta el polo positivo de la propia
fuente.

21. En otras palabras, el voltaje, tensión o
diferencia de potencial es el impulso
que necesita una carga eléctrica para
que pueda fluir por el conductor de un
circuito eléctrico cerrado.
La tensión es independiente del camino
recorrido por la carga y depende
exclusivamente del potencial eléctrico
de los puntos A y B en el campo
eléctrico, que es un campo
conservativo.

22. La unidad de medición del voltaje es el
voltio , o Julios / Culombio.
El potencial eléctrico se puede medir
con un voltímetro

23. Es aquel aparato o dispositivo que se
utiliza a fin de medir, de manera directa
o indirecta, la diferencia potencial entre
dos puntos de un circuito eléctrico.
Gracias a la tecnología actual
encontramos también voltímetros
digitales.

24. COMO SE MIDE
Para efectuar la medida de la
diferencia de potencial el
voltímetro ha de colocarse en
paralelo; esto es, en derivación
sobre los puntos entre los que
tratamos de efectuar la medida,
con lo que con poca intensidad de
corriente a través del aparato se
consigue el momento necesario
para el desplazamiento de la aguja
indicadora.

25. Se denomina fuerza electromotriz (FEM) a la
energía proveniente de cualquier fuente,
medio o dispositivo que suministre corriente
eléctrica. Para ello se necesita la existencia de
una diferencia de potencial entre dos puntos
o polos (uno negativo y el otro positivo) de
dicha fuente, que sea capaz de impulsar las
cargas eléctricas a través de un circuito
cerrado.

26. Por ser la fem, la energía que
debe utilizar para movilizar las
cargas, también se la puede
definir como el trabajo que
tiene que realizar el generador
para que se muevan las cargas
del circuito.

27. La fuerza electromotriz,
matemáticamente se puede expresar
así:
E= W/ Q
La FEM se mide en voltios al igual que el
potencial eléctrico
1 Voltio = 1 Julio / 1 Culombio

28. VARIABLE FUERZA
ELECTROMOTRIZ
VOLTAJE
Definición . La fem es la causa del
movimiento de las
cargas dentro del
propio generador.
La diferencia de
potencial es la causa
del movimiento de las
cargas en el resto del
circuito.
Tipo de circuito Abierto y Cerrado Cerrado
Unidad Voltio Voltio
Aparato de medición Voltímetro Voltímetro

29. Es la capacidad que tiene la corriente
eléctrica para realizar un trabajo:
De la expresión
E = W / Q, despejando W = E Q
Como Q= I t, entonces
W= E I t
La unidad de la energía eléctrica es el Julio

30. Es la energía o trabajo desarrollada en la unidad de
tiempo:
P = W/ t
Reemplazando W, tenemos:
P= E I t / t
De donde P= E I
La unidad internacional de la potencia es el vatio
Cuando la potencia se mide en Kw y el tiempo en
horas, la unidad de la energía o trabajo es el Kw h

31. Es toda oposición o dificultad 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.

32. 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.

33. La resistencia de cualquier objeto
depende únicamente de su geometría y
de su resistividad, por geometría se
entiende a la longitud y el área del
objeto mientras que la resistividad es
un parámetro que depende del
material del objeto y de la temperatura
a la cual se encuentra sometido.

34. La unidad de la resistencia en el
Sistema Internacional de
Unidades es el ohmio que se le
representa con la letra griega
omega (Ω), que es la resistencia
de un conductor si es recorrido
por una corriente de un amperio
cuando se le aplica una tensión de
1 voltio.

35. La resistencia de un circuito eléctrico
determina cuánta corriente fluye en el
circuito cuando se le aplica un voltaje
determinado.
La resistencia de un material puede
definirse como la relación entre la
diferencia de potencial y la corriente en
dicha resistencia, así:
R = V / I
r

36. Establece que "la intensidad de la
corriente eléctrica que circula por un
conductor eléctrico es directamente
proporcional a la diferencia de
potencial aplicada e inversamente
proporcional a la resistencia del
mismo", se puede expresar
matemáticamente en la siguiente
fórmula o ecuación:
I = V /R
I = Intensidad en amperios (A)
V = Diferencia de potencial
en voltios (V)
R = Resistencia en ohmios (Ω).

37. De acuerdo con la “Ley de Ohm”,
un ohmio (1Ω) es el valor que
posee una resistencia eléctrica
cuando al conectarse a un circuito
eléctrico de un voltio (1
V) de tensión provoca un flujo o
intensidad de corriente de un
amperio (1 A).

38. Para su medición en la práctica existen
diversos métodos, entre los que se
encuentra el uso de un ohmímetro.

39. El ohmímetro de forma obligatoria
hay que colocar en paralelo al
componente estando éste
separado del circuito (sin que le
atraviese ninguna intensidad).
Mide resistencias en Ohmios

40. Un circuito eléctrico es un conjunto de
elementos que unidos de forma
adecuada permiten el paso de
electrones.
Está compuesto por:
GENERADOR o ACUMULADOR.
HILO CONDUCTOR.
RECEPTOR o CONSUMIDOR.
ELEMENTO DE MANIOBRA.

41. Son aquellos elementos capaces de
mantener una diferencia de potencial
entre los extremos de un conductor.

42. Formado por un MATERIAL CONDUCTOR,
que es aquel que opone poca
resistencia la paso de la corriente
eléctrica.

43. Son aquellos elementos capaces de
aprovechar el paso de la corriente
eléctrica: motores, resistencias, focos

44. Son dispositivos que nos permiten abrir
o cerrar el circuito cuando lo
necesitamos.
Pulsador: Permite abrir o cerrar el
circuito sólo mientras lo mantenemos
pulsado

45. Interruptor: Permite abrir o cerrar un circuito y
que este permanezca en la misma posición hasta
que volvamos a actuar sobre él.
Conmutador: Permite abrir o cerrar un circuito
desde distintos puntos del circuito. Un tipo
especial es el conmutador de cruce que permite
invertir la polaridad del circuito, lo usamos para
invertir el giro de motores

46. Se define un circuito en serie,
aquel circuito en el que la
corriente eléctrica solo tiene un
camino para llegar al punto de
partida, sin importar los
elementos intermedios. En el caso
concreto de solo arreglos de
resistencias la corriente eléctrica
es la misma en todos los puntos
del circuito.

48. Donde Ii es la corriente en la resistencia Ri , V el
voltaje de la fuente. Aquí observamos que en
general:
I1 = I2 = I3 = ….. = I
V= V1 + V2 + V3 + …..+ Vn
R = R1 + R2 + R3 + …… + Rn
Donde I la corriente de la fuente
V el voltaje de la fuente
R es la resistencia total
R1 la resistencia1
V1 de la resistencia R1

49. Se define un circuito
paralelo como aquel circuito en el
que la corriente eléctrica
se bifurca en cada nodo. Su
característica más importante es el
hecho de que el potencial en cada
elemento del circuito tienen la
misma diferencia de potencial.

51. Donde, en general
V1 = V2 = V3 = ….. = V
I = I1 + I2 + I3 + ….. + In
R = 1
1+ 1+ 1+ 1
R1 R2 R3 Rn
Donde:
I la corriente de la fuente
V el voltaje de la fuente
R es la resistencia total
V1 de la resistencia R1
I1 la corriente 1 de la Resistencia R1

52. Es una combinación de elementos
tanto en serie como en paralelos.
Para la solución de estos
problemas se trata de resolver
primero todos los elementos que
se encuentran en serie y en
paralelo para finalmente reducir a
la un circuito puro, bien sea en
serie o en paralelo.

54. Según sea la magnitud de la
resistencia, los materiales se
pueden clasificar en conductores,
aislantes y semiconductores.

55. Conductores sólidos: Los metales
como el cobre, la plata
Conductores líquidos: El agua, con
sales como cloruros, sulfuros y
carbonatos que actúan como agentes
reductores (donantes de electrones),
conduce la electricidad.

56. Entre los semiconductores comunes se
encuentran elementos químicos y
compuestos, como el silicio, el
germanio, el selenio, el arseniuro de
galio, el seleniuro de cinc y el telururo
de plomo.

57. Son aquellos que presentan una resistencia al
paso de corriente eléctrica
Aislantes Sólidos
En los sistemas de aislación de
transformadores destacan las cintas sintéticas
PET (tereftalato de polietileno), PEN (naftalato
de polietileno) y PPS (sulfido de polifenileno)
Un buen aislante entre vueltas de las bobinas
de transformadores es el cartón prensado o
pressboard, el cual da forma a estructuras de
aislación rígidas.

58. El líquido aislante sintético más utilizado
desde principios de la década de 1930
hasta fines de los 70's fue el Ascarel o
PCB, que dejo de usarse por ser muy
contaminante.
Entre los nuevos líquidos sintéticos
destacan las siliconas y los poly-alfa-
olefines.

59. Los gases aislantes más utilizados en los
transformadores son el aire y el nitrógeno,
este último a presiones de 1 atmósfera.

60. La energía necesaria para separar a los
iones e incrementar su concentración en los
electrodos es aportada por la fuente de
alimentación eléctrica.
En los electrodos se produce
una transferencia de electrones entre estos
y los iones, produciéndose nuevas
sustancias. Los iones negativos o aniones
ceden electrones al ánodo (+) y los iones
positivos o cationes toman electrones del
cátodo (-).
En definitiva lo que ocurre es una reacción
de oxidación-reducción, donde la fuente de
alimentación eléctrica se encarga de
aportar la energía necesaria.

61. La electrólisis o electrolisis es el proceso
que separa los elementos de un
compuesto por medio de la electricidad.
En ella ocurre la captura de electrones
por los cationes en el cátodo (una
reducción) y la liberación de electrones
por los aniones en el ánodo (una
oxidación).
Fue descubierta accidentalmente en 1800
por William Nicholson mientras estudiaba
el funcionamiento de las baterías. Entre
los años 1833 y 1836 el físico y químico
inglés Michael Faraday desarrolló las leyes
de la electrólisis que llevan su nombre

62. Se aplica una corriente eléctrica
continua mediante un par
de electrodos conectados a una
fuente de alimentación eléctrica y
sumergidos en la solución. El
electrodo conectado al polo positivo
se conoce como ánodo, y el
conectado al negativo como cátodo.

63. Cada electrodo atrae a los iones
de carga opuesta. Así, los iones
negativos, o aniones, son atraídos y
se desplazan hacia el ánodo
(electrodo positivo), mientras que los
iones positivos, o cationes, son
atraídos y se desplazan hacia el
cátodo (electrodo negativo).

64. La manera más fácil de recordar toda esta
terminología es fijándose en la raíz griega
de las palabras.
Odos significa camino. Electrodo es el
camino por el que van los electrones.
Catha significa hacia abajo (catacumba,
catástrofe). Cátodo es el camino por donde
caen los electrones.
Anas significa hacia arriba. Ánodo es el
camino por el que ascienden los electrones.
Ion significa caminante. Anión se dirige al
ánodo y catión se dirige al cátodo. La
nomenclatura se utiliza también en pilas.

65. PRIMERA LEY
”Las masas de las sustancias
depositadas o liberadas en cada
electrodo durante una electrólisis son
proporcionales a la cantidad de
electricidad que ha pasado a través
de la celda electrolítica”. La cantidad
de electricidad se refiere a la
cantidad de carga eléctrica, que en
general se mide en culombios.

66. “Para una misma cantidad de
corriente eléctrica, las masas
depositadas en los electrodos son
proporcionales a los equivalentes
químicos de las sustancias”, o lo que
es lo mismo:
“Para una misma cantidad de carga
eléctrica, la masa de las sustancias
depositadas o liberadas en los
electrodos es proporcional a su masa
atómica y al número de electrones
intercambiados por cada una de
ellas".