ELECTRICIDAD RESIDENCIAL PEDAGOGIA

1. Arq. ANIBAL FORNARI - módulo 1Arq. ANIBAL FORNARI - módulo 1
Instalaciones ELÉCTRICASInstalaciones ELÉCTRICAS

2. Módulo 1 Principios de la electricidad
 CONTENIDO:CONTENIDO:
1.1. ¿Qué es la electricidad?¿Qué es la electricidad?
 Constitución de la materia.Constitución de la materia.
 Átomo y elementos constitutivos.Átomo y elementos constitutivos.
1.1. Carga eléctrica.Carga eléctrica.
 Definición.Definición.
1.1. Generación de la electricidad.Generación de la electricidad.
 Potencial eléctrico.Potencial eléctrico.
 Diferencia de potencial eléctrico.Diferencia de potencial eléctrico.
 Ley de Ohm.Ley de Ohm.
1.1. Corriente eléctrica.Corriente eléctrica.
 Corriente eléctrica.Corriente eléctrica.
 Fuerza electromotríz (f.e.m.)Fuerza electromotríz (f.e.m.)
1.1. Tipos de corriente eléctrica.Tipos de corriente eléctrica.
1.1. Corriente continua.Corriente continua.
2.2. Corriente alterna.Corriente alterna.
§ Unidades eléctricas.Unidades eléctricas.
 Resumen de las distintas unidades eléctricas.Resumen de las distintas unidades eléctricas.
Aclaración: los dibujos presentados en las siguientes diapositivas son a modo ilustrativos y muchas veces no están en su debida escala
real.
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Propiedad intelectual del autor registrada Arq Anibal Fornari

3. Módulo 1 Principios de la electricidad
1 – Qué es la electricidad?1 – Qué es la electricidad?
Según la Real Academia Española es ´´la propiedad fundamental
de la materia que se manifiesta por la atracción o repulsión entre
sus partes, originada por la existencia de electrones, con carga
negativa, o protones, con carga positiva´´.
Para comprender esta definición es necesario conocer algunos
conceptos previos:
MATERIA:
es todo lo que ocupa espacio y tiene peso y dimensiones. Es todo
aquello que puede descubrirse por los sentidos, como la vista, el
olfato, el gusto y el oído, aunque existe materia que es invisible,
como por ejemplo el aire o el gas, los consideramos en esta
categoría ya que ocupan espacio y tienen peso.
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4. Módulo 1 Principios de la electricidad
MATERIA: ´´Todo es materia´´
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5. Módulo 1 Principios de la electricidad
 Constitución de la materia:
La materia está conformada por millares de partículas muy
pequeñas llamadas moléculas y éstas, a su vez, conformadas
por partículas más pequeñas llamadas ÁTOMOS.
ÁTOMO:
Es la partícula más pequeña en que un elemento puede ser
dividido sin perder sus propiedades químicas. Cada átomo está
compuesto por tres elementos, denominados partículas
subatómicas: electrones, protones y neutrones.
Los electrones tienen carga negativa, los protones carga positiva y
los neutrones no poseen carga eléctrica.
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6. Módulo 1 Principios de la electricidad
ÁTOMO:
Los protones y neutrones se encuentran agrupados en el centro
del átomo formando en núcleo atómico, mientras que el electrón
se halla orbitando alrededor del núcleo atómico.
Electrón
Protón
Neutrón
Órbita
Ejemplo: átomo de Carbón
(6 electrones / 6 protones / 6 neutrones)
6
Núcleo
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7. Módulo 1 Principios de la electricidad
2 – Carga eléctrica2 – Carga eléctrica
Entre los protones y electrones se ejercen fuerzas mutuas
(además de las fuerzas gravitacionales), debido a la propiedad
que poseen denominada ´´carga eléctrica´´. La fuerza de
atracción del núcleo (carga positiva) mantiene a los electrones
(carga negativa) en sus órbitas. Se dice que un átomo está
equilibrado (condición normal) cuando las cargas positivas igualan
a las cargas negativas.
Por lo tanto un cuerpo tiene ´´carga eléctrica´´ cuando el conjunto
de sus átomos tiene un exceso o defecto de electrones.
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Cargas desiguales se atraen Cargas iguales se
repelen
Electrón Protón Electrón Electrón
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8. Módulo 1 Principios de la electricidad
Sin embargo, es posible remover del átomo algunos electrones, y
en esas condiciones originará electricidadelectricidad.
Desplazamiento del electrón desde su propia órbita hacia otro átomo y desde éste a su vez a otro átomo.
Este desplazamiento constante se produce porque el átomo cada vez que ingresa un electrón trata de volver a su
equilibrio original expulsando al electrón que ingresó: trata de igualar las cargas.
Átomo ÁtomoÁtomo
Electrón en
desplazamiento
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9. Módulo 1 Principios de la electricidad
3 – Generación de la electricidad3 – Generación de la electricidad
No se puede ´´crear´´ electricidad, lo que sí se puede hacer es
poner en movimiento a los electrones, produciendo así electricidad.
Cuando se dice que una dínamo o una batería ha generado
electricidad, lo que en realidad se quiere significar es que se han
puesto en movimiento a los electrones que ya existen a través de
una fuerza, presión o tensión.
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10. Módulo 1 Principios de la electricidad
 Potencial eléctrico
Definición: ´´El potencial en un punto dentro de un campo
eléctrico, es el trabajo cuando lleva una carga positiva (1)
desde el
infinito hasta otro punto del campo´´.
(1)
El potencial será positivo pues necesario para realizar un trabajo (agente externo) para trasladar la carga.
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11. Módulo 1 Principios de la electricidad
 Diferencia de potencial eléctrico
Lo que hace que el desplazamiento de electrones se origine y se
mantenga constante, es la ´´diferencia de potencial´´, este ´´fluir de
electrones cesará cuando ambos puntos igualen su potencial. Para
poder entender esta idea siempre se realiza la comparación del flujo
de agua:
En electricidad la diferencia de potencial se mide en ´´volt o voltiovolt o voltio´´.
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Mientras el tanque 1 continúe con agua, la
misma fluirá por el caño hacia el tanque 2.
Cuando ambos niveles de agua estén iguales,
cesará de fluir agua por el caño.
Tanque 1
Tanque 2
Caño por donde fluye el agua
h = diferencia de altura
En electricidad = diferencia de potencial
Sentido de circulación del agua
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12. Módulo 1 Principios de la electricidad
 Continuando con la analogía del agua, podemos describir tres
conceptos:
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h (altura) = DIFERENCIA DE POTENCIAL (Volt)DIFERENCIA DE POTENCIAL (Volt)
Sección del tubo = RESISTENCIA ELÉCTRICARESISTENCIA ELÉCTRICA ( )Ω
Caudal de agua = INTENSIDAD ELÉCTRICA (Amper)INTENSIDAD ELÉCTRICA (Amper)
(Caudal = Cantidad de agua que pasa por
un caño en un determinado tiempo)
Agua circulando por la cañería = CORRIENTE ELÉCTRICACORRIENTE ELÉCTRICA
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13. Módulo 1 Principios de la electricidad
Triángulo eléctrico, podemos utilizar tres fórmulas:
Ejemplo:
¿Qué intensidad ( I ) se necesitará para que una plancha que consume una potencia (P) de
1300 watts funcione, teniendo una tensión (V) domiciliaria de 220 V?
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VV ==
PP
II
PP == IIVV xx II ==
PP
VV
II ==
PP
VV
Aclaración importante:
en este caso 1 watts
equivale a 1 volt amper
1300 watts
220 volt
1300 volt amper
220 volt
Reglamentariamente, el conductor permitido para tomas (enchufes) en una instalación domiciliaria es de 2,5 mm2 de
sección, cuya intensidad eléctrica es de 21 Amper, por lo que esta plancha que consume 5,91 Amper puede funcionar.
1300 volt amper
220 volt
II == (Volt con Volt se anulan) II = 5,91 Amper= 5,91 Amper
Donde:
P = Potencia (watts) V = Tensión eléctrica (volt) I = Intensidad eléctrica (amper)
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14. Módulo 1 Principios de la electricidad
 Ley de OHMLey de OHM
La Ley de Ohm establece las relaciones que existe entre potencial
eléctrico (medido en Volt), la corriente eléctrica (medida en
amper) y la resistencia.
Definición:
´´La corriente eléctrica a través de un conductor será igual a la
diferencia de potencial entre la resistencia que halla en dicho
conductor´´. En fórmula, se expresa de la siguiente manera:
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II ==
VV
RR
Donde:
I = Intensidad eléctrica (amper)
V = Tensión eléctrica (volt)
R = Resistencia eléctrica (ohms)
II ==
VV
RR
VV == RRII xx RR ==
VV
II
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15. Módulo 1 Principios de la electricidad
 Algunos ejercicios utilizando las fórmulas:
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1 – ¿Cuál será la Intensidad de un conductor teniendo una tensión de 220 voltios y una Resistencia de 20Ω (ohms) ?
II == VV
RR
II ==
220 Volts220 Volts
2020 ΩΩ
II == 11 Amper11 Amper
2 – ¿Cuál será la Resistencia de un conductor si la Tensión es de 380 Volts y la Intensidad de 21 Amper ?
RR == VV
II
RR ==
380 volts380 volts
2121
AmperesAmperes
ΩΩ (ohms)(ohms)RR == 18,09518,095
3 – ¿Cuál será la Tensión necesaria para alimentar un aparato eléctrico cuyo conductor ofrece una
Resistencia de 10 y necesita una Intensidad 20 Amperes?Ω (ohms)
VV == RRII xx VV == 20 Amperes20 Amperes1010 xxΩΩ VV == 200 Volts200 Volts
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16. Módulo 1 Principios de la electricidad
4 – Corriente eléctrica4 – Corriente eléctrica
En diapositivas anteriores explicamos que la electricidad es el
desplazamiento de electrones, producidos por una fuerza que los
pone en movimiento.
Podemos definir ´´corriente eléctrica´´ como el paso ordenado de
electrones (en movimiento) por un conductor (comúnmente
llamado ´´cable´´).
Este ´´fluir´´ de electrones se denomina ´´Intensidad eléctrica´´ y la
unidad de medida es el AMPERIOAMPERIO (A).
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Los electrones ´´fluyen´´ por el conductor
(debido a la diferencia de potencial)
Vaina protectora del conductor
Detalle ampliado: Corte longitudinal de un conductor
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17. Módulo 1 Principios de la electricidad
 Fuerza electromotriz (f.e.m.) o tensión (1)
Es el nombre que se ha dado a aquella fuerza que hace mover la
electricidad (electrones) de un lugar a otro por el conductor. (2)
Esta fuerza, que llamaremos de aquí en adelante ´´TENSIÓN´´, su
unidad de medida será el VOLT (V).
(1) Si hacemos la analogía con el agua, la tensión eléctrica sería como la presión del agua.
(2) Para que este movimiento se produzca, debe estar el circuito cerrado y no abierto. Puede haber una gran fuerza o presión
para que los electrones se muevan pero todo dependerá de la condición del circuito (abierto o cerrado). Más adelante
definiremos lo que es un circuito.
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18. Módulo 1 Principios de la electricidad
5 – Tipos de corriente5 – Tipos de corriente
Las que describiremos a continuación son de dos tipos, la
corriente continua y la corriente alterna, haciendo hincapié en esta
última ya que es la que utilizamos en una instalación eléctrica en
gran escala.
Corriente continua (CC)Corriente continua (CC):
Es el flujo de cargas eléctricas que no cambia de sentido con el
tiempo. Se produce a través de un material entre dos puntos de
distinto potencial. El ejemplo más común es la pila eléctrica o la
batería de un auto, el flujo de electrones es en un mismo sentido,
hasta que se agote la diferencia de potencial (comúnmente se
dice que la pila ´´se agotó´´).
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19. Módulo 1 Principios de la electricidad
 Ejemplo de corriente continua (CC):
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Diagrama, a través de ejes de
coordenadas, del consumo de una pila
eléctrica según pasa el tiempo de uso:
+
-
Pila eléctrica
Sentido en que fluyen los electrones,
siempre del negativo al positivo, es
decir que su polaridad NO cambia.
Volt
Tiempo
(en minutos o segundos)
Consumo constante de CC: misma cantidad
de Volt en un tiempo determinado (hasta que
se agote)
1,5 V
2 V
1 V
0,5 V
1 2 3 4 65 87
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20. Módulo 1 Principios de la electricidad
 Corriente alterna (CA):Corriente alterna (CA):
Este tipo de corriente es el utilizado en nuestras viviendas,
edificios, fábricas, etc. originado en centrales eléctricas que
producen energía a gran escala y que a través de redes
(conductores) permiten abastecer a toda zona poblada.
La característica principal es que la dirección del flujo de
electrones circula en ambos sentidos (van y vienen) a intervalos
regulares (a diferencia de la corriente continua donde los
electrones fluyen en un mismo sentido como el caso de la pila).
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21. Módulo 1 Principios de la electricidad
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N S
Espira rotando
Sentido de giro
Recomendamos ver el siguiente tutorial en Youtube: https://www.youtube.com/watch?v=yDP1ihcI9ts
Imán
La circulación de corriente cambia su sentido de acuerdo con la
dirección de desplazamiento del conductor dentro del campo
magnético…a medida que la espira gira, va cortando las líneas de
fuerza, en ángulo y posición distinta generando una variación en la
tensión y produciendo el cambio en el sentido de circulación de la
corriente.
Extremos de
la espira
Conductores
Eje de rotación espira
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22. Módulo 1 Principios de la electricidad
Diagrama a través de ejes de coordenadas, según la posición de
la espira con respecto a la polaridad del imán:
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+ 320 V
Volt
Tiempo
(en segundos)
0 V
+ 110 V
- 110 V
- 320 V
Tensión máxima positiva
(valor ejemplo)
Tensión máxima
negativa (valor ejemplo)
Tensión eficiente
(220 Volt)
Tensión eficiente
(220 Volt)
Valores
positivos
+ + +
- - -
Valores
negativos
270º 90º90º
360º/0º180º
270º 90º
360º/0º180º
270º
180º
Cada 360º = 1 CICLO
1
2
3
4
5
6
7
8
9
N S N SN S N S N S N SN S N S N S
1 2 3 4 5 6 7 98
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23. Módulo 1 Principios de la electricidad
…los electrones fluyen en un sentido y luego en otro (van y vienen) a
intervalos regulares…
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Sentido en que los electrones ´´fluyen´´ por el conductor (van)
Vaina protectora del conductor
Detalle ampliado: Corte longitudinal de un conductor
Sentido en que los electrones ´´fluyen´´ por el conductor (vienen)
Vaina protectora del conductor
Detalle ampliado: Corte longitudinal de un conductor
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24. Módulo 1 Principios de la electricidad
6 – Unidades eléctricas6 – Unidades eléctricas
Resumen de algunas de las unidades eléctricasResumen de algunas de las unidades eléctricas:
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Denominación Símbolo Magnitud Abreviatura
Tensión T o U Volt V
Intensidad I Amper A
Resistencia R Ohms
Potencia P Watt W
Fuerza electromotriz E Volt V
Ω
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25. BlogBlog
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