Electricidad y electronica industrial

1. Conceptos Generales y Mediciones Eléctricas

1.1. Ley de Ohm – Leyes de Kirchhoff.
La resistencia se define como la oposición a que fluya la carga eléctrica. La mayoría de los metales son buenos conductores de la electricidad, pero todos ofrecen cierta oposición a que el flujo de carga eléctrica pase a través de ellos.
Esta resistencia eléctrica es fija para la mayoría de los materialesespecíficos de tamaño, forma y temperatura conocidos. Es independiste del voltaje (fem) aplicado y de la corriente que pase a través de ellos.
George Simon Ohm en 1826 fue el primero en estudiar los efectos de la resistencia para limitar el flujo de la carga. Descubrió que para un resistor dado a una temperatura particular, la corriente es directamente proporcional al voltaje aplicado.
Así comola rapidez del flujo de agua entre dos puntos depende de la diferencia de altura que haya entre ambos, la rapidez de flujo de la carga eléctrica entre dos puntos depende de la diferencia de potencial que existe entre ellos.
La Ley de Ohm dice: “La corriente que circula por un conductor dado es directamente proporcional a la diferencia de potencial entre sus puntos extremos e inversamenteproporcional a la resistencia, siempre y cuando su temperatura se mantenga constante.”
Las maneras de expresar la Ley de Ohm son las siguientes:




Donde
I= es la intensidad de corriente en Amperios (Coulomb/seg)
V= es la diferencia de potencial en los extremos del conductor, expresado en Voltios
R= es la resistencia del conductor en Ohmios

La unidad de medición de la Resistencia es elOhm y su símbolo la letra griega Omega [Ω]. Por lo tanto:
Una resistencia de 1 Ohm permitirá una corriente de 1 Ampere cuando se aplica a sus terminales una diferencia de potencial de 1 Volt.

Ejemplo 1.- Sea el voltaje V= 30 V y la corriente I= 6 A ¿Cuál es el valor de la Resistencia?




Ejemplo 2.- Si la resistencia de un circuito eléctrico es R= 20 Ω y el voltaje V= 100 Volts,calcular el valor de la corriente.



Ejemplo 3.- Si el valor de la corriente en un circuito es de 5 A y la resistencia es de 20 Ω ¿Cuál es el valor del voltaje?


Ejemplo 4.- La diferencia de potencial entre las terminales de un calentador eléctrico es de 80 V cuando hay una corriente de 6 A en dicho calentador. ¿Cuál será la corriente si el voltaje se incrementa a 120 V? despreciar los efectosde la temperatura.




Fuente de fuerza electromotriz
Una fuente de fuerza electromotriz (fem) es un dispositivo que convierte la energía química, mecánica u otras formas de ella en la energía eléctrica necesaria para mantener un flujo continuo de carga eléctrica necesaria para mantener un flujo continuo de carga eléctrica, se representa por el símbolo “ε”.
La función de una fuente de femen un circuito eléctrico es similar a la de una bomba de agua para mantener el flujo continuo de agua a través de una tubería.











Puesto que la fem es trabajo por unidad de carga, se expresa en la misma unidad que la diferencia de potencial: el Joule por Coulomb o Volt. Una fuente de fem de un volt realizará un joule de trabajo sobre cada Coulomb de carga que pasa a través deella. Por ejemplo una batería de 12 V realiza un trabajo de 12 J sobre cada Coulomb de carga transferida del extremo de bajo potencial (-) al extremo de alto potencial (+).


Potencia eléctrica y perdida de calor
La carga eléctrica gana energía en una fuente generadora de fem y pierde energía al pasar por una resistencia externa. Dentro de la fuente de fem el trabajo es realizado por lafuente elevando la energía potencial de la carga. Cuando la carga pasa a través del circuito externo, el trabajo es realizado por la carga sobre los componentes del circuito. Para una resistencia pura la energía se disipa en forma de calor. En un motor la perdida de energía se divide entre el calor y el trabajo útil utilizado. En cualquier caso la energía ganada en la fem debe igual la energía...