1. Instalaciones Eléctricas
Unidad 1: Corriente Alterna Monofásica y Trifásica
“Aquel que no sabe y no sabe que no sabe es un idiota; evítalo. Aquel que no
sabe y sabe que no sabe es un niño; edúcalo. Aquel que sabe y no sabe que
sabe está dormido; despiértalo. Aquel que sabe y sabe que sabe es un sabio;
Síguelo.”
—Proverbio persa
Docente: Ing. Marlon A. Gutiérrez G.
2. Parámetros eléctricos de
medición
Voltaje o tensión (V)
Es la diferencia de potencial que existe entre dos cables conductores, que permiten mantener
encendido cualquier consumidor de energía eléctrica. La fuerza eléctrica que "empuja" los
electrones es medida en Voltios.
Corriente o amperaje (A)
Es la intensidad a la que viajan los electrones en el interior del cable conductor debido a la
carga de trabajo. La unidad de medida de este parámetro es en Amperios .
Potencia (Watt) : Energía requerida para realizar trabajo en un instante de tiempo. Esta
normalmente depende de la corriente eléctrica. Potencia = Energía / Tiempo (J/S=Watt).
Energía (Watt-hora): Trabajo realizado en un lapso de tiempo con respecto a la variación de
potencia. Se mide en Watt-hora.
Para efectos prácticos, en nuestra factura de consumo de energía eléctrica se nos cobra por la
cantidad de kilowatts-hora (kWh) que hayamos consumido durante un periodo
determinado (generalmente, un meses). Un kilowatt equivalen a 1000 Watt.
3. Ley de Ohm
Los materiales en general poseen el comportamiento característico de
oponer resistencia al flujo de la carga eléctrica. Esta propiedad física, o
capacidad para resistir a la corriente, se conoce como resistencia y se
representa con el símbolo R. La resistencia de cualquier material con
un área de sección transversal uniforme A depende de ésta y su
longitud , como se muestra en la figura 2.1a). Se puede representar la
resistencia (medida en el laboratorio), en forma matemática, como
donde se llama resistividad del material, en ohm-metros. Los buenos
conductores, como el cobre y el aluminio, tienen baja resistividad,
mientras que los aislantes, como la mica y el papel, tienen alta
resistividad.
4. El elemento de circuito que se usa para modelar el comportamiento de resistencia a la
corriente de un material es el resistor.
La resistencia R de un elemento denota su capacidad para resistirse al flujo de la
corriente eléctrica; se mide en ohms (Ω).
5.
6.
7. • Ejemplo: Una plancha eléctrica requiere 2 A a 120 V. Halle su resistencia.
Solución:
Con base en la ley de Ohm,
Ejercicio propuesto: El componente esencial de un tostador es un elemento eléctrico (resistor)
que convierte energía eléctrica en energía térmica. ¿Cuánta corriente toma un tostador con
resistencia de 12 Ω a 110 V?
8. •La conductancia es la capacidad de un elemento para
conducir corriente eléctrica; se mide en mhos ( ) o
siemens (S).
9. Thomas Alva Edison (1847-1931) fue quizá el mayor inventor estadounidense. Patentó 1
093 inventos, de tanta trascendencia histórica como la bombilla eléctrica incandescente, el
fonógrafo y los primeros filmes comerciales.
Nació en Milán, Ohio, y fue el menor de siete hijos. Edison sólo recibió tres meses de
educación formal, pues detestaba la escuela. Su madre lo educó en casa, y pronto leía por sí
solo. En 1868 leyó uno de los libros de Faraday y encontró su vocación. En 1876 se trasladó a
Menlo Park, Nueva Jersey, donde administró un laboratorio de investigación bien abastecido
de personal. La mayoría de sus inventos salió de ese laboratorio, el cual sirvió como modelo
para modernas organizaciones de investigación.
A causa de la diversidad de sus intereses y del abrumador número de sus inventos y patentes,
Edison empezó a establecer compañías manufactureras para la fabricación de los aparatos que
inventaba. Diseñó la primera estación de energía eléctrica para el suministro de luz. La
educación formal en ingeniería eléctrica comenzó a mediados de la década de 1880, con
Edison como modelo y líder.
10. • Nikola Tesla (1856-1943) y George Westinghouse (1846-1914) contribuyeron a establecer
la corriente alterna como el modo primario de la transmisión y distribución de electricidad.
Hoy es obvio que la generación de ca está firmemente establecida como la forma de energía
eléctrica que vuelve eficiente y económica la extensa distribución de este tipo de energía. Sin
embargo, a fines del siglo XIX y principios del XX, determinar qué era mejor, si la ca o la cd,
se debatió acaloradamente y tuvo muy decididos partidarios de ambos lados.
• El lado a favor de la cd fue encabezado por Thomas Edison, quien se había ganado enorme
respeto por sus numerosas contribuciones. La generación de energía eléctrica con el uso de ca
en realidad comenzó a asentarse tras las exitosas contribuciones de Tesla; sin embargo, el
verdadero éxito comercial de la ca procedió de George Westinghouse y el sobresaliente
equipo que reunió, entre cuyos miembros se contaba Tesla. Además, hubo otros dos nombres
importantes: C. F. Scott y B. G. Lamme. La contribución más significativa a los primeros
éxitos de la ca fue la patente lograda por Tesla en 1888 del motor polifásico de ca. El motor
de inducción y los sistemas polifásicos de generación y distribución sentenciaron a muerte el
uso de la cd como fuente primaria de energía.
11. Michael Faraday (1791-1867), químico y físico inglés, fue quizá el principal experimentador
que haya habido hasta la fecha. Faraday, quien nació cerca de Londres, realizó su sueño de
juventud al trabajar con el gran químico sir Humphry Davy en la Royal Institución, donde laboró
durante 54 años.
Hizo varias contribuciones en todas las áreas de las ciencias físicas y acuñó términos como
electrólisis, ánodo y cátodo. Su descubrimiento de la inducción electromagnética en 1831 fue un
gran avance para la ingeniería, porque brindó un medio para generar electricidad. El motor y el
generador eléctricos operan con base en ese principio. La unidad de capacitancia, el farad, se
llama así en su honor.
17. Resistores en serie y división
de tensión
•Los resistores en serie se comportan como un resistor único, cuya
resistencia es igual a la suma de las resistencias de los resistores
individuales.
18. Resistores en paralelo y división
de corriente
•Los resistores en serie se comportan como un resistor único, cuya
resistencia es igual a la suma de las resistencias de los resistores
individuales.
