HARDWARE DE
REDES:
1. Electricidad Básica.(OK)
2. Ley de Ohm (OK)
3. Ley de Kirchhoff (OK)
4. Circuito eléctrico (ok)
5. Corriente continua y alterna (ok)
6. Conductor eléctrico (ok)
7. Resistencia (ok)
8. Pila eléctrica (ok)
9. Pila seca (ok)
10. Transformador (ok)
1. Electricidad Básica:
La relación entre el voltaje
aplicado (V), la corriente (I) y la resistencia (R) en un circuito eléctrico está dada por la ley de
Ohm, la que establece que para un valor fijo (constante) de resistencia, la
corriente es directamente proporcional al voltaje, es decir:
V
R =-----
I
Por tanto, si el voltaje se
duplica, también se duplica la corriente, si se triplica el voltaje se triplica
la corriente, si el voltaje se reduce a la mitad la corriente también se
reducirá a la mitad, etc. Esta relación se puede expresar gráficamente como
sigue:
Figura Nº 10. La ley
de Ohm en su forma gráfica
3. LEYES DE KIRCHHOFF:
La ley de Ohm se aplica a cualquier parte del circuito tanto como al
circuito completo. Puesto que la corriente es la misma en las tres resistencias
de la figura 1, la tensión total se divide entre ellas. La tensión que aparece
a través de cada resistencia (la caída de tensión) puede obtenerse de la ley de
Ohm. Ejemplo: Si la tensión a través de
Rl la llamamos El, a través de R2, E2, y a través de R3, E3, entonces
La primera ley de Kirchhoff describe con precisión la situación del
circuito: La suma de las tensiones en un bucle de corriente cerrado es cero.
Las resistencias son sumideros de potencia, mientras que la batería es una
fuente de potencia, por lo que la convención de signos descrita anteriormente
hace que las caídas de potencial a través de las resistencias sean de signo
opuesto a la tensión de la batería. La suma de todas las tensiones da cero. En
el caso sencillo de una única fuente de tensión, una sencilla operación
algebraica indica que la suma de las caídas de tensión individuales debe ser
igual a la tensión aplicada.
E= El + E2 + E3
E= 37,9 + 151,5 + 60,6
E= 250 V
En problemas como éste, cuando la corriente es suficientemente pequeña
para ser expresada en miliamperios, se puede ahorrar cantidad de tiempo y
problemas expresando la resistencia en kilohms mejor que en ohms. Cuando se
sustituye directamente la resistencia en kilohms en la ley de Ohm, la corriente
será en miliamperios si la FEM está en voltios.
Resistencias en paralelo
En un circuito con resistencias en paralelo, la resistencia total es
menor que la menor de las resistencias presentes. Esto se debe a que la
corriente total es siempre mayor que la corriente en cualquier resistencia
individual. La fórmula para obtener la resistencia total de resistencias en
paralelo es
R=1 / (1/R1)+(1/R2)+(1/R3)+...
donde los puntos suspensivos indican que cualquier número de
resistencias pueden ser combinadas por el mismo método.
En el caso de dos resistencias en paralelo (un caso muy común), la
fórmula se convierte en
R= R1xR2 / R1+R2
Ejemplo: Si una resistencia de 500 O está en paralelo con una de 1200 O,
la resistencia total es:
R = 500x1200/500+1200=600000 / 1700 =353
Segunda ley de Kirchhoff
Hay otra solución para el problema. Suponga que las tres resistencias
del ejemplo anterior se conectan en paralelo
La misma FEM, 250 V, se aplica a todas las resistencias.
La corriente en cada una puede obtenerse de la ley de Ohm como se
muestra más abajo, siendo I1 la corriente a través de Rl, I2 la corriente a
través de R2, e I3 la corriente a través de R3.
Por conveniencia, la resistencia se expresará en kilohms, por tanto la
corriente estará en miliamperios.
I1 =E / R1=250 / 5 = 50mA
I2 = E / R2 = 250 / 20 =12,5mA
I3 = E / R3 = 250 / 8 = 31,25 mA
La corriente total es
I total =I1 + 12 + 13 = 50 + 12,5 + 31,25 = 93,75
mA
Este ejemplo ilustra la ley de corriente de Kirchhoff.
"La corriente que circula hacia un nodo o punto de derivación es
igual a la suma de las corrientes que abandonan el nodo o derivación."
Por tanto, la resistencia total del circuito es
Rtotal= E / I = 250 / 93,75 = 2,667 KO
4.
Circuito eléctrico:
Un
circuito es una red eléctrica (interconexión de dos o más componentes,
tales como resistencias, inductores, condensadores, fuentes, interruptores y
semiconductores) que contiene al menos una trayectoria cerrada. Los circuitos
que contienen solo fuentes, componentes lineales (resistores, condensadores,
inductores), y elementos de distribución lineales (líneas de transmisión o
cables) pueden analizarse por métodos algebraicos para determinar su
comportamiento en corriente directa o en corriente alterna. Un circuito que
tiene componentes electrónicos es denominado un circuito electrónico. Estas
redes son generalmente no lineales y requieren diseños y herramientas de
análisis mucho más complejos.
5. Corriente continua y Alterna:
Corriente
continua
Representación de la tensión
en corriente continua.
La corriente
continua o corriente
directa (CC en español, en inglés DC, de Direct Current) es el
flujo continuo de electrones a través de un conductor entre dos puntos de distinto
potencial. A diferencia de la corriente alterna (CA en español, AC en inglés),
en la corriente continua las cargas eléctricas circulan siempre en la misma
dirección (es decir, los terminales de mayor y de menor potencial son siempre
los mismos). Aunque comúnmente se identifica la corriente continua con la
corriente constante (por ejemplo la suministrada por una batería), es continua
toda corriente que mantenga siempre la misma polaridad. También se dice corriente continua cuando los
electrones se mueven siempre en el mismo sentido, el flujo se denomina
corriente continua y va (por convenio) del polo positivo al negativo.
Corriente
Alterna:
Se denomina corriente
alterna (abreviada CA en español y AC en ingles,
de alternating current) a la corriente eléctrica en la que la
magnitud y el sentido varían cíclicamente. La forma de oscilación de la
corriente alterna mas comúnmente utilizada es la de una oscilación sinusoidal
(figura 1), puesto que se consigue una transmisión mas eficiente de la energia.
Sin embargo, en ciertas aplicaciones se utilizan otras formas de oscilación periódicas,
tales como la triangular o la cuadrada.
Utilizada genéricamente, la
CA se refiere a la forma en la cual la electricidad llega a los hogares y a las
empresas. Sin embargo, las señales de audio y de radio transmitidas por los
cables eléctricos, son también ejemplos de corriente alterna. En estos usos, el
fin mas importante suele ser la transmisión y recuperación de la información
codificada (o modulada) sobre la señal de la CA.
6. Conductor Eléctrico:
Un conductor
eléctrico es un material que ofrece poca resistencia al
movimiento de carga
eléctrica.
Descripción
Son materiales cuya resistencia al paso de la electricidad es muy
baja. Los mejores conductores eléctricos
son metales, como el cobre, el oro, el hierro y el aluminio, y sus aleaciones,
aunque existen otros materiales no metálicos que también poseen la propiedad de
conducir la electricidad, como el grafito o las disoluciones y soluciones
salinas (por ejemplo, el agua de mar) o cualquier material en estado de plasma.
Para el transporte de energía
eléctrica, así como para cualquier instalación de uso doméstico o industrial,
el mejor conductor es la plata, pero debido a su elevado precio, los materiales
empleados habitualmente son el cobre (en forma de cables de
uno o varios hilos), o el
aluminio; metal que si bien tiene una conductividad eléctrica del orden del 60%
de la del cobre, es sin embargo un material tres veces más ligero, por lo que
su empleo está más indicado en líneas aéreas de transmisión de energía
eléctrica en las redes de alta tensión.[1] A diferencia de lo que mucha gente
cree, el oro es levemente peor conductor que el cobre, sin embargo, se utiliza
en bornes de baterías y conectores eléctricos debido a su durabilidad y “resistencia” a la
corrosión.
7. Resistencia Eléctrica:
La resistencia
eléctrica de un objeto es una medida de su oposición al paso de corriente.
Descubierta por Georg Ohm en
1827, la resistencia eléctrica tiene un parecido conceptual a la fricción en la
física mecánica. La unidad de la resistencia en el Sistema Internacional de
Unidades es el ohmio (Ω). Para su medición en la práctica existen diversos
métodos, entre los que se encuentra el uso de un ohmímetro. Además, su cantidad
reciproca es la conductancia, medida en Siemens.
La resistencia de cualquier
objeto depende únicamente de su geometría y de su resistividad, por geometría
se entiende a la longitud y el área del objeto mientras que la resistividad es
un parámetro que depende del material del objeto y de la temperatura a la cual
se encuentra sometido. Esto significa que, dada una temperatura y un material,
la
resistencia es un valor que
se mantendrá constante. Además, de acuerdo con la ley de Ohm la resistencia de
un material puede definirse como la razón entre la caída de tensión y la
corriente en dicha resistencia, así:
Donde R es la
resistencia en ohmios, V es la diferencia de potencial
en voltios e I es la intensidad de corriente en amperios.
Según sea la magnitud de esta
medida, los materiales se pueden clasificar en conductores, aislantes y
semiconductor.
Existen además ciertos
materiales en los que, en determinadas condiciones de temperatura, aparece un
fenómeno denominado superconductividad, en el que el valor de la resistencia es
prácticamente nulo.
8. Pila Eléctrica:
Una pila
eléctrica es un dispositivo que convierte energía química en energía eléctrica
por un proceso químico transitorio, tras lo cual cesa su actividad y han de
renovarse sus
Elementos constituyentes,
puesto que sus características resultan alteradas durante el
mismo. Se trata de un
generador primario. Esta energía resulta accesible mediante dos terminales que
tiene la pila, llamados polos, electrodos o bornes. Uno de ellos es el polo
negativo o ánodo y el otro es el polo positivo o cátodo.
La estructura fundamental de
una pila consiste en dos electrodos, metálicos en muchos casos, introducidos en
una disolución conductora de la electricidad o electrolito
El
nombre
En el castellano ha habido
por costumbre llamarla así, mientras que al dispositivo recargable o
acumulador, se le ha venido llamando batería. Tanto pila
como batería son
términos provenientes de los primeros tiempos del estudio de la electricidad,
cuando se juntaban varios elementos o celdas —en el
primer caso uno encima de otro, "apilados", y en el segundo adosados
lateralmente, "en batería"— como se sigue haciendo actualmente, para así
aumentar la magnitud de los fenómenos eléctricos y poder estudiarlos sistemáticamente.
De esta explicación se desprende que cualquiera de los dos nombres serviría
para cualquier tipo, pero la costumbre ha fijado la distinción.
9. Pila Seca:
Una pila
seca esta formada por celdas electrolíticas galvánicas con electrolitos
pastosos. Una pila seca común es la pila de zinc-carbono, que usa una celda
llamada a veces celda Leclanché seca, con un voltaje nominal de 1,5 voltios, el
mismo que el de las pilas alcalinas (debido a que ambas usan la misma
combinación zinc-dióxido de manganeso).
Suelen conectarse varias
celdas en serie dentro de una misma carcasa o compartimento para formar una
pila de mayor voltaje que el provisto por una sola. Una pila seca muy conocida
es la «pila de transistor» de 9 voltios (pila PP3), constituida internamente
por un conjunto estándar de seis células de zinc-carbono o alcalinas, o bien
por tres celdas de litio.
Por otra parte, una pila
húmeda esta formada por celdas con un electrolito líquido, como las baterías de
plomo y ácido de la mayoría de automóviles.
10. Transformador:
Pequeño transformador
eléctrico
Tipo Pasivo
Principio
de funcionamiento Induccion electromagnetica
Fecha
de invencion Zipernowsky, Blathy y Deri (1884)
Primera
produccion En 1886
Simbolo
electrónico
Configuración
Dos terminales para el bobinado primario y dos para el bobinado
secundario o tres si tiene tap o toma central
Se denomina transformador
a un dispositivo eléctrico que permite aumentar o disminuir la
tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la potencia.
La potencia que ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal (esto
es, sin perdidas), es igual a la que se obtiene a la salida. Las maquinas
reales presentan un
pequeño porcentaje de
perdidas, dependiendo de su diseño, tamaño, etc.
El transformador
es un dispositivo que convierte la energía eléctrica alterna de un
cierto nivel de tensión, en energía alterna de otro nivel de tensión, por medio
de interacción electromagnética. Esta constituido por dos o mas bobinas de
material conductor, aisladas entre si eléctricamente y por lo general
enrolladas alrededor de un mismo
núcleo de material
ferromagnético. La única conexión entre las bobinas la constituye el flujo
magnético común que se establece en el núcleo.
Los transformadores son
dispositivos basados en el fenómeno de la inducción electromagnética y están
constituidos, en su forma mas simple, por dos bobinas devanadas sobre un núcleo
cerrado, fabricado bien sea de hierro dulce o de laminas apiladas de acero eléctrico,
aleación apropiada para optimizar el flujo magnético. Las bobinas o devanados
se denominan primario
y secundario según correspondan a la entrada o salida del
sistema en cuestión, respectivamente. También existen transformadores con más
devanados; en este caso, puede existir un devanado "terciario", de
menor tensión que el secundario.
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