1Clase 1

CLASE 1
UNIDAD I: ANALISIS DE REDES ELECTRICAS EN D.C. Y A.C.
A) FUNDAMENTOS DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS:
1.0. ESTRUCTURA DEL ÁTOMOS Y CARGA ELÉCTRICA:
¾ De nuestros, estudios anteriores, sabemos que todos los materiales están compuestos
por conjuntos de partículas diminutas llamadas átomos
¾ La estructura de un átomo consiste de un núcleo y de electrones describiendo órbitas
alrededor del núcleo.Modelo atómico de Bohr

¾ El medelo Bohr “cuantizaba” las órbitas para explicar la estabilidad del átomo
¾ El núcleo está compuesto de una o más partículas cargadas positivamente, llamadas
protones, y por neutrones que no tienen carga eléctrica.

¾ Por cada protón, en el núcleo de un átomo, hay una partícula cargada negativamente,
llamada electrón esto da como resultado una carga neta en el átomoigual a cero (0).
¾ La masa del electrón es 9,109x10-31 Kg, y la del protón y neutrón es 1,673 xl0-27 Kg.

Estructura atómica
¾ Cada capa o nivel puede ser ocupada por un número máximo de electrones dado por la
formula: N = 2S2, donde N es el máximo número de electrones que puede ocupar la
capa u órbita S

La energía que mantiene los electrones (en especial los electrones libres) ligado al
átomoes debido a una fuerza eléctrica entre el núcleo y el electrón. Esta fuerza es
muy importante, la cual es causada por la presencia de cargas eléctricas y está
definida por la Ley de Coulomb.
1.1. LEY DE COULOMB:
La fuerza eléctrica (de atracción o de repulsión) entre dos cargas eléctricas
puntuales, q y q’ es directamente proporcional al producto de ambas e inversamente
proporcional al cuadrado desu distancia r.

F =k

q.q'
r2

¾ En el vacío ó espacio libre k = ko = 9xl09 N.m2/C2
¾ cargas diferentes se repelen y las cargas iguales se atraen.

1.2. LA CARGA ELÉCTRICA
1) La Carga eléctrica es una propiedad intrínseca de algunas partículas sub-atómicas
que se manifiesta mediante atracciones y repulsiones que determinan las
interacciones electromagnéticas entre ellas.
2) La Carga eléctricaes la magnitud que determina la intensidad con que la partícula
participa en las interacciones electromagnéticas .
3) La Carga Eléctrica es una cantidad, que se mide a las partículas, cuya unidad es
el Coulomb (C)
Carga del Protrón = +1,60210x10-19 culombios
Carga del Electrón = -1,60210x10-19 culombios
Q = se reserva para una carga que no cambia con el tiempo o es una constante.
q = q(t) = (valorinstantáneo) representa el caso general de una carga variable con el
tiempo.
El flujo de cargas (corriente eléctrica) o conducción eléctrica es la transferencia de
energía acumulada por el movimiento de cargas eléctricas tales como los electrones
a través del material.

Ejemplo 1: En la figura 1.3. se ilustra un átomo de aluminio que tiene 13 electrones, de los
cuales 3 ocupan la órbita exteriory se llaman electrones de valencia.

* Los electrones de valencia, o electrones en la órbita exterior, determinan la actividad
química y la conductividad eléctrica de un elemento.
* Los electrones que se encuentran en la capa exterior pueden moverse libremente de un
átomo a otro, cuando a este se le aplica una energía extrema capaz de liberar ese
electrón (o electrones).

Ejemplo 2:
El cobre esel metal
eléctrica/electrónica.

que

se usa con mayor frecuencia en

la industria

NOTA:
* En una pulgada cúbica de cobre a temperatura ambiente, hay aproximadamente
1.4 xl024 electrones libres.
* Otros metales que presentan las mismas propiedades que el cobre, pero en un grado
distinto, son la plata, el oro, el aluminio y el tungsteno.

1. 3. DEFINICIÓN DE MATERIALES ELÉCTRICOS:
Son aquellosmateriales, tanto metálicos como no metálicos, estudiados
específicamente desde el punto vista eléctrico de tal forma de adaptarlos y fabricarlos
para responder a las necesidades de la tecnología moderna y construir cables,
herramientas, accesorios eléctricos, etc.
1.3.1 TIPOS DE MATERIALES ELÉCTRICOS:
Entre otros materiales, existen comúnmente en electricidad dos tipos de materiales:
a) Materiales...