Manual De Electricidad

Competencia a la que contribuye
Gestionar las actividades de mantenimiento mediante la integración del plan maestro, para garantizar la operación y contribuir a la productividad de la organización.


Objetivo
El alumno integrará los fundamentos de electricidad y magnetismo, la generación de energía y el análisis de circuitos, así como las diferentes conexiones eléctricas para garantizar laoperación y la continuidad de funcionamiento de la maquinaria y equipo mediante el plan maestro de mantenimiento.


Desglose de Unidades
Unidades Temáticas Horas
Prácticas Teóricas Totales
Fundamentos de electricidad y magnetismo 6 2 8
Circuitos eléctricos en CD 22 8 30
Generación de CA y CD 6 4 10
Análisis de circuitos de corriente alterna 24 6 30
Sistemas trifásicos 8 4 12
Totales 6624 90


 
Unidad 1
Fundamentos de electricidad y magnetismo
Objetivo: El alumno interpretará las variables eléctricas a través de los principios y leyes fundamentales de la electricidad y electromagnetismo para su demostración mediante el uso de instrumentos eléctricos de medición.
1.1 Electrostática
El campo de estudio de la electrostática es la transferencia de cargas negativas deun cuerpo a otro, lo que da lugar a un equilibrio de cargas entre dichos cuerpos.
En la transferencia de carga es en donde los cuerpos ganan o pierden electrones. Es decir, se electrizan. Este hecho da lugar a la corriente eléctrica que es un movimiento de electrones en un material conductor. Este movimiento de electrones se debe a que cuando dos materiales se ponen en contacto, alguno de ellosgana o pierde electrones. Cuando un átomo pierde uno o más de los electrones que se encuentran en su último orbital, adquiere una carga neta positiva y le llamamos ion positivo; y en cambio, cuando un átomo gana electrones queda cargado negativamente y se le conoce como ion negativo.






Que un cuerpo sea “neutro” no significa que no tenga cargas, sino que tiene cargas positivas ynegativas en igual cantidad, es decir, presenta un equilibrio de cargas. Siempre que un cuerpo adquiere carga positiva es porque ha perdido electrones. Estos electrones pasan a otros cuerpos. De acuerdo con este principio, un cuerpo tendrá excedente de electrones y otro carencia de ellos. Cuando un cuerpo está cargado positivamente y otro negativamente, ambos se atraen. Sin embargo, después depermanecer en contacto por un momento, cesa la atracción, debido a que conforme pasa el tiempo hay un reacomodo de cargas, lo cual nos lleva a la primera ley de la electrostática: “las cargas del mismo signo se repelen y las de diferente signo se atraen”.
1.1.1 Carga Eléctrica
Toda la materia es decir cualquier tipo de cuerpo se compone de átomos y estos de partículas elementales como los electrones yprotones.
La carga eléctrica es una propiedad que tienen los electrones y protones la carga del:
Electrón: Es -1.6 x 〖10〗^(-19) C
Protón: Es 1.6 x 〖10〗^(-19) C
Un mismo valor pero diferente signo.
La adquieren un cuerpo cuando gana o pierde electrones ya sea por frotamiento, contacto o inducción.
Su unidad de medida en el sistema internacional es el coulomb equivalente a una cargaeléctrica transportada por 6.24 x 〖10〗^18 g- .


1.1.2 Ley de Coulomb
Señala que la fuerza eléctrica ya sea de atracción o repulsión entre dos cargas puntuales ( q_(1 ) y q_2 ) es directamente proporcional al producto de dichas cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia (r) que las separa.
Su expresión matemática es:
F=k (q_1 q_2)/r^2
Esta ecuación solo es válida si lascargas eléctricas se encuentran en el vacío o en forma aproximada si están en el aire pero si hay entre las cargas una sustancia la fuerza eléctrica será mayor.
La constante de proporcionalidad k tendrá un valor de acuerdo con el sistema de unidades utilizado. En el sistema internacional, su valor es:
K=9x 〖10〗^9 〖Nm〗^2⁄C^2

Ejemplo 1.1.
¿Qué fuerza producirá una carga positiva de 5 x...