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Es el conjunto de fenómenos físicos relacionados con la presencia y flujo de cargas eléctricas. Se manifiesta en una gran variedad de fenómenos como los rayos, la electricidad estática, la inducción electromagnética o el flujo de corriente eléctrica. Es una forma de energía que produce como resultado la existencia de unas diminutas partículas llamadas electrones en los átomos de ciertos materiales o sustancias. Estas partículas al desplazarse a través de la materia, constituyen lo que denominamos corriente eléctrica. 20/02/2015
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La materia está constituida por partículas infinitamente pequeñas llamadas moléculas, estas a su vez están divididas en átomos. Los átomos están formados por protones y neutrones en el núcleo y electrones que se mueven describiendo órbitas elípticas formando la corteza. Un protón tiene carga eléctrica positiva (+), y un electrón eléctrica negativa (-).
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Los metales tienen la propiedad de que los átomos que los forman tienden a perder uno o varios electrones de su última capa, llamándoseles electrones libres, los cuales crean huecos pudiendo ser estos ocupados por otros electrones libres. DEPARTAMENTO DE CAPACITACIÓN Y CERTIFICACIÓN
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En los átomos de cada trocito de material existentes en el universo hay enormes cantidades de electricidad latente o, por decirlo así, durmiendo. Sin embargo, en tanto que estos átomos permanezcan “eléctricamente equilibrados”, esta electricidad no puede ser liberada ni aprovechada en el uso práctico. Para que esto ocurra es necesario que sea aplicada de una forma de energía externa a una cantidad dada de átomos, de modo que separe de su núcleo positivo algunos de sus electrones negativos. De esta manera, la energía externa aplicada originará energía eléctrica.
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Fuerza externa
Materiales conductores: liberan electrones con facilidad
Materiales aislantes: tienen los electrones muy unidos al núcleo Materiales Semiconductores: liberan electrones mediante algún proceso físico-químico 20/02/2015
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Si cogemos un alambre de cobre o conductor de cobre, ya sea con forro aislante o sin éste, y lo movemos de un lado a otro entre los polos diferentes de dos imanes, de forma tal que atraviese y corte sus líneas de fuerza magnéticas, en dicho alambre se generará por inducción una pequeña fuerza electromotriz (FEM), que es posible medir con un galvanómetro, instrumento semejante a un voltímetro, que se utiliza para detectar pequeñas tensiones o voltajes.
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Las seis fuentes de energía externa que son capaces de separar los electrones negativos de los núcleos positivos de un átomo son:
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La corriente eléctrica, como ya sabemos, está producida por un gran número de electrones que se mueven en el mismo sentido a través de un material conductor.
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La unidad con que se mide la intensidad de la corriente eléctrica es el amperio.
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En la medición de la carga eléctrica, la unidad que se emplea es el culombio. Un culombio es igual a 6.260.000.000.000.000 de electrones aproximadamente, es decir, 6.26 trillones, y esto puede darnos una idea de lo pequeñísimo que es un electrón. Recordemos que, mientras un culombio es una medida de cantidad y representa solo el número de electrones que pasan por el conductor, un amperio es una medida de intensidad, o sea cantidad de electrones que pasa por un conductor en un tiempo determinado (caudal de electrones).
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MEDICIÓN DE LA INTENSIDAD El amperímetro debe conectarse de forma que pueda “contar” todos los electrones que pasen por el hilo y la única manera de conseguirlo es “abrir la línea” e intercalar en ella el amperímetro, esto es, una conexión en serie. Sería igual que si quisiéramos contar el aire que entra a un motor, cortaríamos el tubo de entrada de aire al colector de admisión e Intercalaríamos en él un caudalímetro de aire, de forma que todo el aire que entra al motor pase a través del mismo. Para medir grandes intensidades, el amperio es la unidad más adecuada, pero frecuente mediremos intensidades de corriente menores que un amperio, es decir, solo algunas milésimas o incluso millonésimas de amperios, es por ello que es muy habitual el uso de concepto como
miliamperio (mA) o microamperio (m A).
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Cualquiera que sea la fuente de energía empleada (calor, presión, magnetismo, etc.), esta energía externa se convierte en energía eléctrica potencial en el instante en que se crea la diferencia de carga. La energía eléctrica potencial creada origina lo que se llama fuerza electromotriz, que se escribe abreviadamente “f. e. m.”. Esta f.e.m. es la causa que produce la corriente eléctrica, y la energía eléctrica de esta se emplea en hacer que los electrones se muevan. Aunque como concepto la fuerza electromotriz y la diferencia de potencial no sean la misma cosa, en la práctica si lo son, y es por ello que la unidad de medida para medir la f.e.m. y la diferencia de potencial, es el voltio. La diferencia de potencial tiene también el nombre de tensión.
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MEDICIÓN DE LA TENSIÓN El aparato para medir la tensión es al voltímetro y se conecta en paralelo entre los puntos a medir. El voltímetro nos indica la diferencia de potencial entre dos puntos Si recordamos el ejemplo de la botella inclinada, el voltímetro nos diría la diferencia de altura entre dos puntos de la misma. La tensión se representa indistintamente con una V o bien con una U. En conclusión Tensión, diferencia de potencial o fuerza electromotriz U Se mide en voltios. El instrumento de medición: Voltímetro Es la fuerza que obliga a que la corriente circule.
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Hemos definido la corriente eléctrica como el movimiento ordenado de los electrones a través de un conductor. Para que esto se produzca hay que vencer una doble oposición. Por una parte la tendencia del átomo a retener sus electrones libres, esto depende de cada material y por ello hay materiales que son conductores y otros aislantes Por otra, los impedimentos que encuentre el electrón en su desplazamiento incluido el propio hilo conductor. La unidad fundamental de resistencia es el ohmio. Un ohmio es el valor de la resistencia de un conductor, por el que circula una intensidad de un amperio, cuando se aplica entre sus extremos una diferencia de potencial (tensión) de un voltio.
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MEDICIÓN DE LA RESISTENCIA Para medir una resistencia es necesario desconectarla o extraerla del circuito donde esté instalada.
Resistencia. Se mide en ohmios R. El instrumento de medición: Ohmetro Representa el obstáculo que la corriente encuentra en su camino.
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Cuando pasa la corriente por un hilo conductor, millones y millones de electrones almacenados en el terminal negativo de la batería, salen de él atravesando el cable, y entran en la batería por su terminal positivo. Cualquier combinación de conductor y fuente de energía electromotriz que permita el desplazamiento continuo de los electrones, forma lo se llama circuito eléctrico.
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El generador eléctrico genera una diferencia de potencial o tensión que mantiene los electrones en circulación en el circuito eléctrico, de la misma forma que una bomba eleva el agua a un nivel superior para mantenerla circulando en un conducto. El consumidor en este caso una lámpara, es el punto de consumo que es recorrido por la corriente procedente del generador, produce energía luminosa como la turbina accionada por El agua impulsada por la bomba produce energía mecánica. La línea está formada por un conjunto de conductores metálicos que conectan el generador al punto de consumo y a través del cual fluye la corriente, así como fluye el agua por el conducto que une la bomba a la turbina.
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Esta ley muestra la relación que existe entre la corriente, la tensión y la resistencia que concurren en un circuito eléctrico, que es la misma relación que habría en un circuito hidráulico entre el caudal, las dimensiones de la tubería y la diferencia de altura o presión.
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Así pues, se cumple que la intensidad de la corriente en un circuito eléctrico aumenta si aumenta la diferencia de potencial (voltaje), siempre que la resistencia se mantenga constante. De la misma forma se cumple, que la intensidad de la corriente (Amperios) disminuye si la resistencia aumenta, siempre que la tensión (diferencia de potencial) se mantenga constante.
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La relación mencionada se enuncia de la siguiente manera:
Recordar siempre que para utilizar correctamente la ley de Ohm es necesario expresar correctamente las unidades de medida: La intensidad siempre en Amperios La tensión siempre en Voltios La resistencia siempre en Ohmios 20/02/2015
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En un circuito en serie solo hay un camino para la corriente, esto significa que la misma corriente debe pasar por cada una de las resistencias del circuito. 1. La intensidad es la misma en todos los componentes o partes del circuito, esto es: It = I1 = I2 = I3, etc. 2. La resistencia total del circuito es igual a la suma de las resistencia individuales , esto es: Rt = R1 + R2 + R3, etc.
La suma de las caídas de tensión producidas en un circuito en serie es igual a la tensión total aplicada , es: Vt = V1 + V2 + V3, etc Haciendo uso de la ley de Ohm y de los datos consignados en el circuito equivalente, (V = 6 y R = 12), calculará inmediatamente el valor de los intensidad 20/02/2015
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Un circuito en paralelo se reconoce porque en él existen intersecciones o “nudos”. Cuando se conectan resistencias en paralelo a una fuente de tensión, la tensión entre los extremos de cada una de las resistencias es siempre la misma. La intensidad de corriente que pasa por cada una de las resistencias es, sin embargo, proporcional al valor de cada una de las resistencias. El hecho de que las tensiones aplicadas a cada una de las resistencias en un circuito paralelo sean siempre las mismas, tiene una importante consecuencia práctica: Todas las resistencias que se conecten en paralelo tienen la misma "tensión nominal.
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En el circuito de la figura para una corriente total de 9 amperios que circula por un circuito paralelo que comprende dos resistencias, R1 y R2 de las cuales R1 tiene doble resistencia queR2. La corriente se divide en proporción inversa a las resistencias de los dos resistores; solo pasan 3 A por R1 cuya resistencia es de 40 ohmios, mientras que pasan 6 A por R2 cuya resistencia es de 20 ohmios. Esto demuestra que con una tensión aplicada igual. La intensidad es proporcionalmente mayor cuando la resistencia es menor. También se observa en el ejemplo otro detalle: La intensidad que sale de un nudo es la suma de las intensidades que entran. La intensidad total se reparte proporcionalmente en cada rama del circuito en función de su resistencia. La expresión matemática se enuncia como sigue: La inversa de la resistencia total es igual a la suma de las inversas de cada una de las resistencias. La tensión entre los extremos de cada una de las resistencias de un circuito paralelo es la misma e igual a la de la fuente de tensión. 20/02/2015
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La intensidad de la corriente total del circuito serieparalelo depende de la resistencia total equivalente de todo el circuito cuando está conectado entre los terminales de una fuente de tensión. La corriente se reparte en todas las ramas o caminos en paralelo, y luego todas las corrientes individuales correspondientes a estas ramas confluyen y se suman en las partes del circuito conectadas en serie. La intensidad de la corriente total del circuito es la misma en los dos extremos de un circuito serie paralelo que es igual a la intensidad de la corriente que sale de la fuente de tensión.
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Las caídas de tensión en un circuito serie-paralelo, se producen de la misma manera que en los circuitos serie y paralelo. En las partes serie de un circuito, las caídas de tensión en las resistencias dependen de los valores individuales de estas de éstas. En las partes paralelo del circuito, cada rama tiene la misma tensión entre sus extremos y por cada una de ellas pasa una corriente cuya intensidad depende de la resistencia de la rama particular.
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En Física, potencia es la cantidad de trabajo efectuado por unidad de tiempo. Esto es equivalente al tiempo empleado en realizar un trabajo. La unidad fundamental con que se mide la potencia eléctrica es el vatio. Un vatio se puede definir como "la velocidad a la que se realiza el trabajo en un circuito en el cual circula una corriente de un amperio cuando haya aplicada una diferencia de potencial de un voltio".
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La potencia es la relación entre el trabajo y el tiempo, si se produce más trabajo en el mismo tiempo, se es más potente, si se produce el mismo trabajo en menos tiempo, se es más potente. Cuando hablamos de potencia eléctrica manejamos el mismo concepto pero podemos definir también otros efectos. Si una lámpara da más luz, es más potente. Si un soldador se calienta antes, es más potente. La potencia de un circuito eléctrico es la relación entre intensidad y voltaje, y sus valores resueltos con el mismo método del triángulo.
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