Conceptos fundamentales de energía eléctrica

1. CONCEPTOS FUNDAMENTALES.

1.1 UNIDADES DEL SI.

Las unidades empleadas con mayor frecuencia en ingeniería eléctrica (voltios, amperios, wattios, ohms, etc.) son aquellas del sistema métrico. Forman parte del Sistema Internacional de Unidades (System International d’Unités, abreviado “SI”). En la tabla 1.1 se da una lista de cada una de ellas, el nombre de la unidad para cada una y laletra o símbolo utilizado en el Sistema Internacional (SI).

Tabla 1.1 Unidades básicas del sistema SI
Cantidad Unidad Símbolo
Longitud
Masa
Tiempo
Corriente eléctrica
Temperatura
Cantidad de sustancia
Intensidad luminosa Metro
Kilogramo
Segundo
Amperios
Kelvin
Mol
Candela m
kg
s
A
K
mol
cd

En la tabla 1.2 se da una lista de las principales cantidades eléctricas en el sistemaSI y se indican sus equivalentes en términos de unidades fundamentales y complementarias.

Tabla 1.2. Unidades derivadas del sistema SI
Magnitud

Nombre

Unidad del SI
Símbolo

Expresión en términos de otras unidades Expresión en términos unidades básicas de SI
Frecuencia hertz Hz 1/s s-1
Fuerza newton N m kg s-2
Energía julios J N . m m2 kg s-2Potencia wattios W J/s m2 kg s-3
Diferencia de potencial, potencial eléctrico
voltios V W/A m2 kg s-3 A-1
Capacitancia eléctrica faradios F C/V m2 kg-1 s4 A2
Reactancia ohmios X
Impedancia ohmios Z
Resistencia eléctrica ohmios  V/A m2 kg s-3 A-2
Conductancia siemens S A/V m-2 kg-1 s3 A2
Flujo magnético weber Wb V. s m2 kg s-2 A-1
Inductancia henry H Wb/A m2 kg s-2 A-2
Flujoluminoso lumen lm cd.sr*
Iluminancia lux lx lm/m2 m-2cd.sr*
 En esta expresión el estereorradian (sr) se considera como unidad básica. Adaptado de las normas ANSI/IEEE 268 – 1973, 268 – 1976 y 268 – 1982.

1. 2 CORRIENTE ELÉCTRICA.

1.2.1 Definición.

La corriente eléctrica es transmisión de energía, y debe existir necesariamente un circuito que permita este flujo de electrones. Enconsecuencia se puede definir la corriente eléctrica como el flujo o movimiento de partículas cargadas eléctricamente a través de un conductor, causado por una tensión o diferencia de potencial conectada al circuito.
Figura 1.1 Flujo de corriente en un conductor.

1.2. 2. Tipos De Corriente Eléctrica.

1.2.2.1 Corriente continua (D.C ó C.C.):

Es aquella corriente que no presenta variación enmagnitud ni sentido en el tiempo. Existen algunos ejemplos donde se da origen a este tipo de corriente como son:

 Banco de baterías

Fig. 1. 2 Banco de baterías
 Cargadores
 Excitación en turbogeneradores
 Protección y control de casillas de media tensión

 Control de calderas y generadores de emergencia.

Símbolo



Figura 1.2. Señal de corriente continua1.2.2.2 Corriente alterna (C.A.)

Aquella corriente que varía, a intervalos periódicos en el tiempo, tanto en magnitud, sentido y dirección.

Figura 1.3 Señal de Corriente alterna

1.3 MAGNITUDES ELÉCTRICAS FUNDAMENTALES.

1.3.1. Intensidad, Corriente (I).

Es la cantidad de electrones que circula por un conductor en un segundo. A su vez esta se produce cuando una carga q(t), setransfiere de un punto a otro en un conductor. La unidad para medir intensidades es el amperio (A).

Figura 1.4 Sentido de la corriente por un conductor

Los valores de corriente se pueden expresar de la siguiente manera:

 Múltiplos Kiloamperios (kA) = 1000 amperios

 Submúltiplos miliamperios (mA) = 0.001 amperios
microamperios (a) = 0. 000001 amperios

El instrumento paramedir esta magnitud es el Amperímetro, conectándose en serie e interrumpiendo el circuito.

1.3. 2. Voltaje o tensión.

El voltaje es la fuerza que hace que las cargas se desplacen, o sea que produce una corriente, la cual realiza un trabajo. Por ejemplo, un banco de baterías emplea procesos químicos para hacer un trabajo sobre partículas con carga y lograr que se cree una diferencia de...