Máquina electricas. Electricidad

CAPÍTULO 2
Fundamentos de electricidad, magnetismo y circuitos

Introducción
Asumimos que el lector ya sabe los conceptos básicos, incluida la solución de circuitos eléctricos. Establece la notación, utilizada a lo largo de este libro para designar, voltajes y corrientes. Algunos de los temas que tratamos aquí también proporcionarán al lector una referencia sobre temas tratados en capítulosposteriores.

2.1 Flujo de corriente convencional y flujo de corriente de electrones

La diferencia de potencial entre ellas (medida en volts) se debe a un exceso de electrones en la terminal negativa, el cual no está presente en la terminal positiva (Fig 2.1). Si conectamos las terminales con un alambre, la diferencia de potencial hace que fluya una corriente eléctrica en el circuito. Esta corrientese compone de un flujo constante de electrones que sale de la terminal negativa, se desplaza a lo largo del alambre y regresa a la pila por la terminal positiva (Fig 2.2). La corriente de un conductor fluye de la terminal positiva a la negativa. Este flujo de corriente convencional aún se utiliza en la actualidad y es la dirección de flujo}de corriente aceptada en la tecnología

Figura 2.2Flujos electrones

Figura 2.1
Pila seca

2.2 Diferencia entre fuentes y cargas

En ocasiones es importante identificar las fuentes y las cargas de un circuito eléctrico. Por definición, una fuente suministra energía eléctrica mientras que una carga la absorbe. Todo dispositivo eléctrico (motor, resistor, termopar, batería, capacidad, generador, etc.) Para establecer una regla general, considere doscajas negras A y B que están conectadas por un par de alambres que transportan una corriente variable I que cambia continuamente de dirección (Fig. 2.4).

Se aplica entonces la siguiente regla:
• Un dispositivo es una fuente siempre que la corriente salga por la terminal positiva.
• Un dispositivo es una carga siempre que la corriente fluya hacia la terminal positiva.

Si las polaridadesinstantáneas y el flujo de corriente instantáneo son como se muestran en la figura 2.4, deducimos por la regla que la caja Aes una fuente y la B una carga.

Figura 2.3
Flujo de corriente convesional

Figura 2.4
Diferencia entre una fuente y una carga

2.3 Notación de signos
En aritmética se utilizan los símbolos (1) y (2) para describir la adición y la substracción. En electricidad y mecánica, se amplía elsignificado para indicar la dirección de una corriente eléctrica, de una fuerza mecánica, de una velocidad de rotación, etc., comparada con una dirección seleccionada arbitrariamente. Esta interpretación de los signos (1) y (2) aparece con frecuencia en los siguientes capítulos.

2.4 Notación de doble subíndice para voltajes


Figura 2.5
Notación de doble subíndice para designar un voltaje


Acontinuación describimos un sistema de notación que permite indicar la polaridad de voltajes. La figura 2.5 muestra una fuente G que tiene una terminal Apositiva y una terminal B negativa. La terminal A es positiva con respecto a B. Del mismo modo, la terminal B es negativa con respecto a A. Observe que la terminal A no es positiva por sí misma; sólo es positiva con respecto a B.

• EAB = +100 V, locual significa que el voltaje entre A y B es de 100 V, y que A es positiva con respecto a B.
• EBA = -100 V, lo cual significa que el voltaje entre A y B es de 100 V, y que B es negativa con respecto a A.


2.5 Notación de signos para voltajes
Aunque podemos representar el valor y la polaridad de voltajes mediante la notación de doble subíndice (E12, EAB, etc.), a menudo es preferible utilizar lanotación de signos, que consiste en designar el voltaje mediante un símbolo (E1, E2, V, etc.) e identificar una de las terminales mediante un signo positivo (1). En la figura 2.7 muestra una fuente E1 en la que una de las terminales está marcada arbitrariamente con un signo positivo (+)


Figura 2.7
Notación de signos para designar un voltaje


Con esta notación se aplican las siguientes...