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La electricidad y la electrónica
Elizabeth Marulanda López
(https://lmtecx4.blogspot.com/)
Juan David Nieto Calderón
(https://homeautomationn.blogspot.com/)
Mariana Ocampo Correa
(https://tmarianat.blogspot.com/?m=1)
Isabel Sofía Tejada Conde
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Liz Natalia Torres Torres
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Luciana Vargas Sánchez
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Grado 10 - 7
Guillermo Mondragón Castro
Lic. En Tecnología e Informática
I.E. Liceo Departamental
Área de Tecnología e Informática
Santiago de Cali
2024
Tabla de contenido
Introducción…………………………………………………………………………1
Ley de OHM………………………………………………………………………...2
Ley de WATT………………………………………….........................................3
¿Qué es la Protoboard?……………………………………………………………4
Componentes de la protoboard………………………………………………….4.1
¿Cómo funcionan en la elaboración de circuitos?…………………………….4.2
Problemas impares………………………………………………………………… 5
Taller………………………………………………………………………………….6
Análisis sobre costo y consumo de servicios…………………………………..6.1
Estrategias para disminuir costos en servicios públicos………………………6.2
Magnitudes y conversiones………………………………………………………6.3
Completar…………………………………………………………………………..6.4
Problemas………………………………………………………………………….6.5
Conclusiones………………………………………………………………………...7
Referencias y Webgrafía…………………………………………………………...8
Evidencias de trabajo colaborativo………………………………………………..9
Introducción
A continuación, se abordarán diversos temas relacionados con la electricidad y la
electrónica, tales como la Ley de Ohm, la Ley de Watt, el código de colores en
electrónica, la utilización de una protoboard en la elaboración de circuitos, así como
estrategias para analizar el consumo y costo de servicios públicos en casa y para
utilizar energías alternativas.
LA ELECTRICIDAD Y LA ELECTRÓNICA
En este informe, se abordan los siguientes conceptos: Ley de OHM, Ley de Watt,
código de colores, que es una protoboard, componentes de la protoboard y cómo
funcionan en la elaboración de circuitos.
¿Qué es la Ley de Ohm?
La Ley de Ohm es un principio fundamental en la electricidad que establece la
relación entre la corriente eléctrica (I), la diferencia de potencial (V) y la resistencia
eléctrica (R) en un circuito eléctrico. La ley fue formulada por el físico alemán Georg
Simon Ohm en 1827.
¿Qué es la ley de Watt?
La Ley de Watt hace referencia a la potencia eléctrica de un componente
electrónico o un aparato y se define como la potencia consumida por la carga es
directamente proporcional al voltaje suministrado y a la corriente que circula por
este. La unidad de potencia es el Watt. El símbolo para representar la potencia es
“P”. La ley de Watt fue inventada por James Watt un ingeniero nacido en Escocia el
enero de 1736. Su ley está directamente relacionada con el desarrollo de la máquina
de vapor en 1769 que fue patentada y empleada en la primera revolución industrial.
Watt es una palabra inglesa la cual significa Vatio.
Para encontrar la potencia eléctrica (P) podemos emplear las siguientes fórmulas:
Conociendo el voltaje y corriente:
P = V x I
Figure 1
Conociendo la resistencia eléctrica y corriente:
P = R x I2
Conociendo el voltaje y la resistencia eléctrica
P =V2
R
En las anteriores fórmulas únicamente se sustituyeron las incógnitas
correspondientes empleando la fórmula de la ley de Ohm.
Si la potencia eléctrica es positiva (+P) quiere decir que el componente electrónico
está consumiendo energía. Si la potencia eléctrica es negativa (-P) quiere decir que
el componente electrónico produce o genera energía (Baterías, generadores).
En la industria se expresa la potencia eléctrica mediante hp(E) que corresponde a
caballos de fuerza eléctrico (Electrical horsepower). La equivalencia de esta unidad
con el watt es:
1 hp = 745.699 871 582 270 22 W
Es común redondear a:
1 hp = 746 W
Triángulo de la ley de Watt
El triángulo de la ley de watt permite obtener las ecuaciones dependiendo de la
variable a encontrar, es una forma visual y fácil de interpretar.
Marcando la variable a obtener en el triángulo de la ley de Watt es posible visualizar
la fórmula resultante.
Figure 2
Para encontrar la potencia, (P):
Para encontrar la corriente, (I):
Para encontrar el voltaje, (V):
Figure 4
Figure 5
Figure 3
¿Qué es un código de colores?
El código de colores en electrónica es un sistema utilizado para identificar los
valores de los componentes electrónicos pasivos, como resistencias, inductores y
condensadores. Este sistema asigna colores específicos a diferentes números para
representar los valores de los componentes. Principalmente se utiliza para
identificar el valor de la resistencia. El código de colores generalmente consiste en
bandas de colores pintadas en el cuerpo del componente.
Para las resistencias, el código de colores generalmente sigue la siguiente
convención:
• La primera banda indica el primer dígito del valor de la resistencia.
• La segunda banda indica el segundo dígito del valor de la
resistencia.
• La tercera banda indica el factor de multiplicación (número de ceros
que deben añadirse al valor formado por los dos primeros dígitos).
• La cuarta banda (si está presente) indica la tolerancia del valor
nominal.
Cada color está asociado a un número, y la secuencia de colores se lee de izquierda
a derecha. Por ejemplo, una resistencia con bandas de colores rojo, violeta, naranja
y dorado representaría el valor 27 x 10^3 Ohmios, con una tolerancia del 5%.
Figure 6
¿Qué es la protoboard?
Una protoboard o breadboard es una tabla rectangular de plástico con un montón
de pequeños agujeros en ella. Estos agujeros permiten insertar fácilmente
componentes electrónicos para hacer un prototipo (es decir, construir y probar una
versión temprana de) un circuito electrónico, como por ejemplo con una batería, un
interruptor, una resistencia y un LED (diodo emisor de luz). Es una herramienta
simple que se utiliza para conectar fácilmente los componentes eléctricos y los
cables entre sí. Sólo ciertos tipos de componentes y cables son aplicables para el
uso de la protoboard. Siempre que los componentes tengan pasadores con agujeros
pasantes (a diferencia del montaje en superficie), probablemente sean aplicables
para las protoboard. Los componentes y cables se conectan a la protoboard
simplemente presionando los pasadores en los orificios de la protoboard.
Componentes del protoboard
1. Placa base: Es la plataforma sobre la cual se construyen los circuitos. Por lo
general, está hecha de plástico resistente y tiene una matriz de agujeros donde
se insertan los componentes y se conectan mediante cables de puente. La
mayoría de los protoboards tienen un patrón estándar de agujeros para facilitar
la colocación de los componentes y las conexiones.
2. Filas de conexión: Son las tiras metálicas dispuestas horizontalmente a lo largo
del protoboard. Cada fila de agujeros está conectada eléctricamente, lo que
significa que cualquier componente o cable insertado en una fila estará
conectado a todos los demás componentes o cables en la misma fila. Esto facilita
la conexión de múltiples componentes que necesitan estar interconectados.
3. Columnas de conexión: Son los agujeros dispuestos verticalmente en el
protoboard. A diferencia de las filas de conexión, las columnas no están
eléctricamente conectadas entre sí. Cada agujero dentro de una columna está
aislado eléctricamente de los agujeros adyacentes en la misma columna. Esto
permite conectar componentes y cables en disposiciones verticales sin que
estén eléctricamente conectados entre sí.
Figure 7
4. Agujeros de inserción de componentes: Estos son los agujeros donde se
insertan los componentes electrónicos, como resistencias, capacitores, diodos,
transistores, circuitos integrados, etc. Los agujeros están dispuestos en una
cuadrícula y están conectados eléctricamente a las filas y columnas de conexión
para permitir la interconexión de los componentes.
5. Clavijas de alimentación: Son pares de agujeros en los extremos del
protoboard, designados para conectar cables de alimentación (+) y tierra (-).
Estos están conectados a las filas de conexión en todo el protoboard.
6. Bordes de conexión: Estos son generalmente pares de agujeros adicionales
ubicados a lo largo de los bordes del protoboard para facilitar la conexión de
alimentación o señales.
¿Cómo funciona la protoboard en la elaboración de circuitos?
El protoboard, también conocido como breadboard, es una herramienta esencial en
la creación de circuitos electrónicos, facilitando la realización de pruebas y
prototipos de manera temporal. Funciona como una plataforma donde se pueden
montar componentes electrónicos de forma rápida y eficiente, permitiendo su
interconexión mediante cables o conectores.
Para comenzar el proceso de diseño de un circuito, es crucial seleccionar
cuidadosamente los componentes electrónicos necesarios, como resistores, diodos,
reguladores de voltaje y transistores, entre otros. Esto permite definir las
características y el funcionamiento del circuito.
Una vez seleccionados los componentes adecuados, se debe diseñar el circuito en
papel o mediante software especializado para visualizar la disposición de los
componentes, definir las conexiones y asegurarse de que el diseño cumpla con los
objetivos planteados.
La protoboard proporciona una plataforma conveniente para montar los
componentes según el diseño del circuito. Con sus orificios interconectados, facilita
la inserción y conexión de los componentes sin necesidad de soldadura. Es
importante colocar cada componente en la posición correcta según el diseño
previamente planificado.
Para establecer las conexiones entre los componentes en la protoboard, se utilizan
cables puente (jumper wires) que permiten conectar los pines de los componentes
según el diseño del circuito. Hay que seguir detalladamente el diagrama para evitar
conexiones erróneas y posibles cortocircuitos.
Antes de aplicar energía al circuito, es fundamental verificar todas las conexiones
realizadas en la protoboard. Una vez confirmada la correcta conexión de los
componentes, se procede a energizar el circuito y ponerlo a prueba para verificar
su funcionalidad.
En caso de que el circuito no funcione como se esperaba, es necesario realizar un
proceso de depuración para identificar posibles errores en las conexiones, valores
de componentes u otros problemas que puedan afectar su funcionamiento.
Problemas impares:
1. Un circuito consiste en una batería de 6V, un interruptor y una lámpara. Cuando
el interruptor esté cerrado, en el circuito fluye una corriente de 2A. ¿Cuál es la
resistencia de la lámpara?
E=6 V I=2 A
R=
𝐸
𝐼
R=
6𝑉
2𝐴
R=3 Ω
3. En los extremos de un resistor de 200 Ω se mide un voltaje de 20 V ¿Cuál
es la corriente que pasa por el resistor?
R=200 Ω E= 20V
I=
𝐸
𝑅
I=
2𝑂 𝑉
200 Ω
I= 0,10 A
Respuesta: La corriente que pasa por el resistor
es de 0,10 A
Respuesta: La resistencia de la lámpara es de 3 Ω
Figure 8
Figure 9
5. El filamento de un tubo de televisión tiene: una resistencia de 90 Ω ¿Qué voltaje
se requiere para producir la corriente de las especificaciones de 0,3 A?
R=90 Ω I=0,3 A
E= 𝐼 × 𝑅
E= 90 Ω × 0,3 A
E= 27 V
Respuesta: Se requiere 27 V para producir la corriente de las especificaciones de
0,3 A
7. Un medidor de CC de buena sensibilidad toma 0,009 A de una línea cuando el
voltaje es 108 V ¿Cuál es la resistencia del medidor?
I=0,009 A E= 108 V
R=
𝐸
𝐼
R=
108 𝑣
0,009𝐴
R=12000 Ω
Respuesta: La resistencia del medidor es de 12000 Ω
Figure 10
Figure 11
9. Una bobina de revelador telegráfico de 160 Ω opera con un voltaje de 6,4 V.
Encuentre la corriente que consume el revelador
R=160 Ω E=6,4 V
I=
𝐸
𝑅
I=
6,4 𝑉
160 Ω
I= 0,04 A
Respuesta: El revelador consume 0,04
A
11. Una batería de 12 V está conectada a una lámpara que tiene una resistencia de
10 Ω ¿Qué potencia se suministra a la carga?
R=10 Ω E= 12 V
I=
𝐸
𝑅
I=
12 𝑉
10 Ω
I= 1,2 A
P= 𝐸 × 𝐼
P=12 V×1,2 A
P= 14,4 W
Respuesta: Se suministra a la carga una potencia de 14,4 W
Figure 12
Figure 13
13. Un resistor de 12 Ω en el circuito de una fuente lleva 0,5 A ¿Cuántos watts de
potencia son disipados por el resistor? ¿Cuál debe ser el wattaje del resistor
para que pueda disipar en forma de calor esta potencia sin riesgo alguno?
R=12 Ω I=0,5 A
E= 𝐼 × 𝑅
E= 6V
P= 𝐸 × 𝐼
P= 6𝑉 × 0,5 𝐴
P= 3 W
Rspuesta: 3 W de potencia son disipados por el resistor y el resistor debe tener un
wattaje de 6V para poder disipar en forma de calor esta potencia sin riesgo alguno.
TALLER
1. Toma el recibo de servicios de tu casa y realizas un análisis sobre consumo y
costo del servicio.
Análisis sobre costo y consumo de servicios
Periodo de facturación: ENERO 26 a FEBRERO 26
Días Facturados: 32
1. Energía:
− Consumo: 148 kWh
− Costo: $106,843.82
− Promedio diario de consumo: 4.09 kWh
− Posibles causas de alto consumo: Uso intensivo de dispositivos electrónicos,
sistemas de climatización o ventiladores, y la carga constante de dispositivos
electrónicos como celulares y computadoras.
2. Acueducto:
− Consumo: 1 metro cúbico
− Costo: $13.300
− Promedio diario de consumo: 0.33 metros cúbicos
− Posibles causas de alto consumo: Uso frecuente de lavadoras, duchas largas,
riego excesivo de jardines.
3. Gas:
− Consumo: 208 metros cúbicos
− Costo: $71,994
− Promedio diario de consumo: 6.93 metros cúbicos
− Posibles causas de alto consumo: cocina a gas y calentadores de agua.
2. ¿Cómo puedes generar una estrategia en casa y en el colegio para disminuir
costos en los servicios públicos?
Estrategias para Disminuir Costos en Servicios Públicos
En Casa:
1. Eficiencia Energética:
− Reemplaza bombillas tradicionales por LED de bajo consumo.
− Desconecta los electrodomésticos cuando no estén en uso para evitar el
consumo de energía en modo de espera.
− Utiliza electrodomésticos energéticamente eficientes con calificaciones Energy
Star.
− Aprovecha la luz natural durante el día para reducir la necesidad de encender
luces.
2. Aislamiento y Ventilación:
− Utiliza ventiladores de techo y ventanas para mejorar la circulación del aire en
lugar de depender completamente del aire acondicionado.
3. Energías Alternativas:
− Instala paneles solares en el techo para generar electricidad limpia y reducir la
dependencia de la red eléctrica.
− Considera la posibilidad de instalar un calentador de agua solar para reducir el
consumo de gas o electricidad.
− Implementa sistemas de captación de agua de lluvia para reutilizar en el riego
de jardines y lavado de autos.
En el Colegio:
1. Educación y Concienciación:
− Organiza talleres y charlas sobre la importancia del ahorro de energía y el uso
de energías renovables.
− Fomenta la participación de estudiantes y profesores en programas de
conservación de energía.
2. Eficiencia Energética en Edificios Escolares
− Realiza auditorías energéticas para identificar áreas de mejora en la eficiencia
energética del edificio.
− Actualiza el sistema de iluminación a LED y utiliza sensores de movimiento para
apagar automáticamente las luces en áreas no utilizadas.
3. Proyectos de Energía Renovable:
− Implementa proyectos educativos relacionados con energías renovables, como
la instalación de paneles solares en el techo del colegio.
− Establece programas de reciclaje y compostaje para reducir la huella de carbono
del colegio y fomentar prácticas sostenibles entre los estudiantes.
3. Magnitudes y conversiones:
Múltiplos:
M = mega = 1 millón = 106
K = kilo = mil = 103
Submúltiplos:
m = mili, milésima = 0.001= 10−3
μ = micro, millonésima = 0.000001 = 10−6
4. Completar:
1000v = 1 k V
1000V = 1000000 M V
200mA = 0.2 A
2000 μA = 0,002 A
5. Problemas:
1. En un circuito simple, se tiene una resistencia de 10 Ω y un 120 V de fuerza
electromotriz. Calcule la intensidad.
R= 10 Ω E= 120V
I=
𝐸
𝑅
I=
120𝑉
10 Ω
I=12 A
Respuesta: La intensidad es de 12 A
2. en un circuito en serie se tiene una resistencia de 10 Ω y otra de 20 Ω y 120 V
de fuerza electromotriz. Calcule la intensidad.
E=120V 𝑅1=10 Ω 𝑅2=20 Ω I=
𝐸
𝑅
RT= 𝑅1+𝑅2
RT=10 Ω+20 Ω
RT=30 Ω
I=
120 𝑉
30 Ω
I= 4 A
Respuesta: La intensidad es de 4 A
3. Se tiene en un circuito simple una resistencia de 20 Ω y una fuerza E de 120V.
calcule la potencia P.
R=20 Ω E=120 V
I=
𝐸
𝑅
I=
120𝑉
20 Ω
I=6 A
P=𝐸 × 𝐼
P=120𝑉 × 6𝐴
Figure 14
Figure 15
Figure 16
P=720 W
Respuesta: La potencia es de 720 W
4. En el televisor de Josefa encontramos que tiene: AC = 110v = E, 6500 W = P.
Calcule la intensidad.
E=110V P=6500 W
I=
𝑃
𝐸
I=
6500 𝑊
110 𝑉
I=59,09 A
Respuesta: La intensidad es de 59,09 A
5. la grabadora con CD de Juan tiene las siguientes características AC =120 V 60
HZ,
18W power consumption
DC 12V (1.5V X 8). Calcule la intensidad.
E=120V P=18 W
I=
𝑃
𝐸
I=
18 𝑊
120 𝑉
I=
18 𝑊
120 𝑉
I=0,15 A
Respuesta: La intensidad es de 0,15 A
Conclusiones
− En conclusión, el taller aborda de manera integral conceptos fundamentales de
electricidad y electrónica, como la Ley de Ohm, la Ley de Watt, el código de
colores en electrónica, y la utilización de una protoboard en la elaboración de
circuitos. Además, se plantean problemas prácticos relacionados con la
intensidad, resistencia y potencia en circuitos eléctricos, así como estrategias
para analizar el consumo y costo de servicios públicos en casa y para utilizar
energías alternativas. Este enfoque permite a los participantes comprender y
aplicar magnitudes y conversiones de unidades eléctricas de manera efectiva en
su vida cotidiana.
− En conclusión, la Ley de Ohm y la Ley de Watt son fundamentales para
comprender y diseñar circuitos eléctricos eficientes. El código de colores ayuda
a identificar resistencias, mientras que la protoboard facilita la creación y prueba
de circuitos sin necesidad de soldar componentes. Todos estos elementos son
esenciales para la creación y el desarrollo de proyectos electrónicos.
− En conclusión, los conceptos presentados en el taller de electricidad y
electrónica son fundamentales para comprender y aplicar magnitudes y
conversiones de unidades eléctricas en la vida cotidiana. Estos nos ayudan a
analizar el consumo y costo de servicios públicos en casa, así como a explorar
el uso de energías alternativas, fomentando un uso eficiente y sostenible de la
energía en diversos contextos.
− En conclusión, el taller nos explica y enseña la importancia de la ley de OHM y
la ley de WATT que son estratégicos para la electricidad y electrónica mientras
que el código de colores identifica los valores de los componentes electrónicos
pasivos. La protoboard es una herramienta simple que se utiliza para conectar
fácilmente los componentes eléctricos y los cables entre sí. Cada uno de estos
fundamentos nos sirven para saber o hacer la fabricación de estos aparatos
electrónicos.
− En conclusión, la protoboard es una herramienta fundamental en el desarrollo
de circuitos electrónicos, ofreciendo una plataforma conveniente para la creación
de prototipos temporales. Permite la inserción rápida y eficiente de componentes
electrónicos, así como su interconexión mediante cables o conectores sin
necesidad de soldadura. La disposición de filas y columnas de conexión facilita
la organización y la interconexión de los componentes, mientras que las clavijas
de alimentación y los bordes de conexión simplifican la conexión de cables de
alimentación y señales. Es esencial seguir cuidadosamente el diseño del circuito
y verificar las conexiones antes de energizar el circuito para evitar errores y
posibles cortocircuitos.
− El uso adecuado de las fórmulas derivadas de las leyes de Ohm y Watt no solo
permite calcular parámetros clave en circuitos eléctricos, sino que también es
fundamental para el diseño, análisis y optimización de sistemas eléctricos en una
amplia gama de aplicaciones industriales, educativas y domésticas.
Referencias y Web grafía
• Juárez, A. R. (2019). Ley de Ohm. México: [fecha de Consulta 4 de octubre de
2023]. Recuperado de: https://d1wqtxts1xzle7. cloudfront.
net/63362668/Ley_de_Ohm20200519-80557-1s4l288-with-coverpagev2. pdf.
• Jiménez Rodríguez, W. C., & González Contreras, E. S. (2021). Protoboard
configurable por software, denominada “SOFTBOARD”.
• Mantilla Quijano, G. (1985). Fuerza, trabajo y potencia.
• https://www3.gobiernodecanarias.org/medusa/ecoblog/mgondiaj/2013/01/18/co
digo-de-colores-en-las-resistencias/
Evidencias del trabajo colaborativo

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  • 1. La electricidad y la electrónica Elizabeth Marulanda López (https://lmtecx4.blogspot.com/) Juan David Nieto Calderón (https://homeautomationn.blogspot.com/) Mariana Ocampo Correa (https://tmarianat.blogspot.com/?m=1) Isabel Sofía Tejada Conde (https://isoftc.blogspot.com/) Liz Natalia Torres Torres (https://liztorres10-7.blogspot.com/) Luciana Vargas Sánchez (https://luciana1520.blogspot.com/) Grado 10 - 7 Guillermo Mondragón Castro Lic. En Tecnología e Informática I.E. Liceo Departamental Área de Tecnología e Informática Santiago de Cali 2024
  • 2. Tabla de contenido Introducción…………………………………………………………………………1 Ley de OHM………………………………………………………………………...2 Ley de WATT………………………………………….........................................3 ¿Qué es la Protoboard?……………………………………………………………4 Componentes de la protoboard………………………………………………….4.1 ¿Cómo funcionan en la elaboración de circuitos?…………………………….4.2 Problemas impares………………………………………………………………… 5 Taller………………………………………………………………………………….6 Análisis sobre costo y consumo de servicios…………………………………..6.1 Estrategias para disminuir costos en servicios públicos………………………6.2 Magnitudes y conversiones………………………………………………………6.3 Completar…………………………………………………………………………..6.4 Problemas………………………………………………………………………….6.5 Conclusiones………………………………………………………………………...7 Referencias y Webgrafía…………………………………………………………...8 Evidencias de trabajo colaborativo………………………………………………..9
  • 3. Introducción A continuación, se abordarán diversos temas relacionados con la electricidad y la electrónica, tales como la Ley de Ohm, la Ley de Watt, el código de colores en electrónica, la utilización de una protoboard en la elaboración de circuitos, así como estrategias para analizar el consumo y costo de servicios públicos en casa y para utilizar energías alternativas.
  • 4. LA ELECTRICIDAD Y LA ELECTRÓNICA En este informe, se abordan los siguientes conceptos: Ley de OHM, Ley de Watt, código de colores, que es una protoboard, componentes de la protoboard y cómo funcionan en la elaboración de circuitos. ¿Qué es la Ley de Ohm? La Ley de Ohm es un principio fundamental en la electricidad que establece la relación entre la corriente eléctrica (I), la diferencia de potencial (V) y la resistencia eléctrica (R) en un circuito eléctrico. La ley fue formulada por el físico alemán Georg Simon Ohm en 1827. ¿Qué es la ley de Watt? La Ley de Watt hace referencia a la potencia eléctrica de un componente electrónico o un aparato y se define como la potencia consumida por la carga es directamente proporcional al voltaje suministrado y a la corriente que circula por este. La unidad de potencia es el Watt. El símbolo para representar la potencia es “P”. La ley de Watt fue inventada por James Watt un ingeniero nacido en Escocia el enero de 1736. Su ley está directamente relacionada con el desarrollo de la máquina de vapor en 1769 que fue patentada y empleada en la primera revolución industrial. Watt es una palabra inglesa la cual significa Vatio. Para encontrar la potencia eléctrica (P) podemos emplear las siguientes fórmulas: Conociendo el voltaje y corriente: P = V x I Figure 1
  • 5. Conociendo la resistencia eléctrica y corriente: P = R x I2 Conociendo el voltaje y la resistencia eléctrica P =V2 R En las anteriores fórmulas únicamente se sustituyeron las incógnitas correspondientes empleando la fórmula de la ley de Ohm. Si la potencia eléctrica es positiva (+P) quiere decir que el componente electrónico está consumiendo energía. Si la potencia eléctrica es negativa (-P) quiere decir que el componente electrónico produce o genera energía (Baterías, generadores). En la industria se expresa la potencia eléctrica mediante hp(E) que corresponde a caballos de fuerza eléctrico (Electrical horsepower). La equivalencia de esta unidad con el watt es: 1 hp = 745.699 871 582 270 22 W Es común redondear a: 1 hp = 746 W Triángulo de la ley de Watt El triángulo de la ley de watt permite obtener las ecuaciones dependiendo de la variable a encontrar, es una forma visual y fácil de interpretar. Marcando la variable a obtener en el triángulo de la ley de Watt es posible visualizar la fórmula resultante. Figure 2
  • 6. Para encontrar la potencia, (P): Para encontrar la corriente, (I): Para encontrar el voltaje, (V): Figure 4 Figure 5 Figure 3
  • 7. ¿Qué es un código de colores? El código de colores en electrónica es un sistema utilizado para identificar los valores de los componentes electrónicos pasivos, como resistencias, inductores y condensadores. Este sistema asigna colores específicos a diferentes números para representar los valores de los componentes. Principalmente se utiliza para identificar el valor de la resistencia. El código de colores generalmente consiste en bandas de colores pintadas en el cuerpo del componente. Para las resistencias, el código de colores generalmente sigue la siguiente convención: • La primera banda indica el primer dígito del valor de la resistencia. • La segunda banda indica el segundo dígito del valor de la resistencia. • La tercera banda indica el factor de multiplicación (número de ceros que deben añadirse al valor formado por los dos primeros dígitos). • La cuarta banda (si está presente) indica la tolerancia del valor nominal. Cada color está asociado a un número, y la secuencia de colores se lee de izquierda a derecha. Por ejemplo, una resistencia con bandas de colores rojo, violeta, naranja y dorado representaría el valor 27 x 10^3 Ohmios, con una tolerancia del 5%. Figure 6
  • 8. ¿Qué es la protoboard? Una protoboard o breadboard es una tabla rectangular de plástico con un montón de pequeños agujeros en ella. Estos agujeros permiten insertar fácilmente componentes electrónicos para hacer un prototipo (es decir, construir y probar una versión temprana de) un circuito electrónico, como por ejemplo con una batería, un interruptor, una resistencia y un LED (diodo emisor de luz). Es una herramienta simple que se utiliza para conectar fácilmente los componentes eléctricos y los cables entre sí. Sólo ciertos tipos de componentes y cables son aplicables para el uso de la protoboard. Siempre que los componentes tengan pasadores con agujeros pasantes (a diferencia del montaje en superficie), probablemente sean aplicables para las protoboard. Los componentes y cables se conectan a la protoboard simplemente presionando los pasadores en los orificios de la protoboard. Componentes del protoboard 1. Placa base: Es la plataforma sobre la cual se construyen los circuitos. Por lo general, está hecha de plástico resistente y tiene una matriz de agujeros donde se insertan los componentes y se conectan mediante cables de puente. La mayoría de los protoboards tienen un patrón estándar de agujeros para facilitar la colocación de los componentes y las conexiones. 2. Filas de conexión: Son las tiras metálicas dispuestas horizontalmente a lo largo del protoboard. Cada fila de agujeros está conectada eléctricamente, lo que significa que cualquier componente o cable insertado en una fila estará conectado a todos los demás componentes o cables en la misma fila. Esto facilita la conexión de múltiples componentes que necesitan estar interconectados. 3. Columnas de conexión: Son los agujeros dispuestos verticalmente en el protoboard. A diferencia de las filas de conexión, las columnas no están eléctricamente conectadas entre sí. Cada agujero dentro de una columna está aislado eléctricamente de los agujeros adyacentes en la misma columna. Esto permite conectar componentes y cables en disposiciones verticales sin que estén eléctricamente conectados entre sí. Figure 7
  • 9. 4. Agujeros de inserción de componentes: Estos son los agujeros donde se insertan los componentes electrónicos, como resistencias, capacitores, diodos, transistores, circuitos integrados, etc. Los agujeros están dispuestos en una cuadrícula y están conectados eléctricamente a las filas y columnas de conexión para permitir la interconexión de los componentes. 5. Clavijas de alimentación: Son pares de agujeros en los extremos del protoboard, designados para conectar cables de alimentación (+) y tierra (-). Estos están conectados a las filas de conexión en todo el protoboard. 6. Bordes de conexión: Estos son generalmente pares de agujeros adicionales ubicados a lo largo de los bordes del protoboard para facilitar la conexión de alimentación o señales. ¿Cómo funciona la protoboard en la elaboración de circuitos? El protoboard, también conocido como breadboard, es una herramienta esencial en la creación de circuitos electrónicos, facilitando la realización de pruebas y prototipos de manera temporal. Funciona como una plataforma donde se pueden montar componentes electrónicos de forma rápida y eficiente, permitiendo su interconexión mediante cables o conectores. Para comenzar el proceso de diseño de un circuito, es crucial seleccionar cuidadosamente los componentes electrónicos necesarios, como resistores, diodos, reguladores de voltaje y transistores, entre otros. Esto permite definir las características y el funcionamiento del circuito. Una vez seleccionados los componentes adecuados, se debe diseñar el circuito en papel o mediante software especializado para visualizar la disposición de los componentes, definir las conexiones y asegurarse de que el diseño cumpla con los objetivos planteados. La protoboard proporciona una plataforma conveniente para montar los componentes según el diseño del circuito. Con sus orificios interconectados, facilita la inserción y conexión de los componentes sin necesidad de soldadura. Es importante colocar cada componente en la posición correcta según el diseño previamente planificado. Para establecer las conexiones entre los componentes en la protoboard, se utilizan cables puente (jumper wires) que permiten conectar los pines de los componentes según el diseño del circuito. Hay que seguir detalladamente el diagrama para evitar conexiones erróneas y posibles cortocircuitos. Antes de aplicar energía al circuito, es fundamental verificar todas las conexiones realizadas en la protoboard. Una vez confirmada la correcta conexión de los componentes, se procede a energizar el circuito y ponerlo a prueba para verificar su funcionalidad. En caso de que el circuito no funcione como se esperaba, es necesario realizar un proceso de depuración para identificar posibles errores en las conexiones, valores de componentes u otros problemas que puedan afectar su funcionamiento.
  • 10. Problemas impares: 1. Un circuito consiste en una batería de 6V, un interruptor y una lámpara. Cuando el interruptor esté cerrado, en el circuito fluye una corriente de 2A. ¿Cuál es la resistencia de la lámpara? E=6 V I=2 A R= 𝐸 𝐼 R= 6𝑉 2𝐴 R=3 Ω 3. En los extremos de un resistor de 200 Ω se mide un voltaje de 20 V ¿Cuál es la corriente que pasa por el resistor? R=200 Ω E= 20V I= 𝐸 𝑅 I= 2𝑂 𝑉 200 Ω I= 0,10 A Respuesta: La corriente que pasa por el resistor es de 0,10 A Respuesta: La resistencia de la lámpara es de 3 Ω Figure 8 Figure 9
  • 11. 5. El filamento de un tubo de televisión tiene: una resistencia de 90 Ω ¿Qué voltaje se requiere para producir la corriente de las especificaciones de 0,3 A? R=90 Ω I=0,3 A E= 𝐼 × 𝑅 E= 90 Ω × 0,3 A E= 27 V Respuesta: Se requiere 27 V para producir la corriente de las especificaciones de 0,3 A 7. Un medidor de CC de buena sensibilidad toma 0,009 A de una línea cuando el voltaje es 108 V ¿Cuál es la resistencia del medidor? I=0,009 A E= 108 V R= 𝐸 𝐼 R= 108 𝑣 0,009𝐴 R=12000 Ω Respuesta: La resistencia del medidor es de 12000 Ω Figure 10 Figure 11
  • 12. 9. Una bobina de revelador telegráfico de 160 Ω opera con un voltaje de 6,4 V. Encuentre la corriente que consume el revelador R=160 Ω E=6,4 V I= 𝐸 𝑅 I= 6,4 𝑉 160 Ω I= 0,04 A Respuesta: El revelador consume 0,04 A 11. Una batería de 12 V está conectada a una lámpara que tiene una resistencia de 10 Ω ¿Qué potencia se suministra a la carga? R=10 Ω E= 12 V I= 𝐸 𝑅 I= 12 𝑉 10 Ω I= 1,2 A P= 𝐸 × 𝐼 P=12 V×1,2 A P= 14,4 W Respuesta: Se suministra a la carga una potencia de 14,4 W Figure 12 Figure 13
  • 13. 13. Un resistor de 12 Ω en el circuito de una fuente lleva 0,5 A ¿Cuántos watts de potencia son disipados por el resistor? ¿Cuál debe ser el wattaje del resistor para que pueda disipar en forma de calor esta potencia sin riesgo alguno? R=12 Ω I=0,5 A E= 𝐼 × 𝑅 E= 6V P= 𝐸 × 𝐼 P= 6𝑉 × 0,5 𝐴 P= 3 W Rspuesta: 3 W de potencia son disipados por el resistor y el resistor debe tener un wattaje de 6V para poder disipar en forma de calor esta potencia sin riesgo alguno. TALLER 1. Toma el recibo de servicios de tu casa y realizas un análisis sobre consumo y costo del servicio. Análisis sobre costo y consumo de servicios Periodo de facturación: ENERO 26 a FEBRERO 26 Días Facturados: 32 1. Energía: − Consumo: 148 kWh − Costo: $106,843.82 − Promedio diario de consumo: 4.09 kWh − Posibles causas de alto consumo: Uso intensivo de dispositivos electrónicos, sistemas de climatización o ventiladores, y la carga constante de dispositivos electrónicos como celulares y computadoras. 2. Acueducto: − Consumo: 1 metro cúbico − Costo: $13.300 − Promedio diario de consumo: 0.33 metros cúbicos − Posibles causas de alto consumo: Uso frecuente de lavadoras, duchas largas, riego excesivo de jardines.
  • 14. 3. Gas: − Consumo: 208 metros cúbicos − Costo: $71,994 − Promedio diario de consumo: 6.93 metros cúbicos − Posibles causas de alto consumo: cocina a gas y calentadores de agua. 2. ¿Cómo puedes generar una estrategia en casa y en el colegio para disminuir costos en los servicios públicos? Estrategias para Disminuir Costos en Servicios Públicos En Casa: 1. Eficiencia Energética: − Reemplaza bombillas tradicionales por LED de bajo consumo. − Desconecta los electrodomésticos cuando no estén en uso para evitar el consumo de energía en modo de espera. − Utiliza electrodomésticos energéticamente eficientes con calificaciones Energy Star. − Aprovecha la luz natural durante el día para reducir la necesidad de encender luces. 2. Aislamiento y Ventilación: − Utiliza ventiladores de techo y ventanas para mejorar la circulación del aire en lugar de depender completamente del aire acondicionado. 3. Energías Alternativas: − Instala paneles solares en el techo para generar electricidad limpia y reducir la dependencia de la red eléctrica. − Considera la posibilidad de instalar un calentador de agua solar para reducir el consumo de gas o electricidad. − Implementa sistemas de captación de agua de lluvia para reutilizar en el riego de jardines y lavado de autos.
  • 15. En el Colegio: 1. Educación y Concienciación: − Organiza talleres y charlas sobre la importancia del ahorro de energía y el uso de energías renovables. − Fomenta la participación de estudiantes y profesores en programas de conservación de energía. 2. Eficiencia Energética en Edificios Escolares − Realiza auditorías energéticas para identificar áreas de mejora en la eficiencia energética del edificio. − Actualiza el sistema de iluminación a LED y utiliza sensores de movimiento para apagar automáticamente las luces en áreas no utilizadas. 3. Proyectos de Energía Renovable: − Implementa proyectos educativos relacionados con energías renovables, como la instalación de paneles solares en el techo del colegio. − Establece programas de reciclaje y compostaje para reducir la huella de carbono del colegio y fomentar prácticas sostenibles entre los estudiantes. 3. Magnitudes y conversiones: Múltiplos: M = mega = 1 millón = 106 K = kilo = mil = 103 Submúltiplos: m = mili, milésima = 0.001= 10−3 μ = micro, millonésima = 0.000001 = 10−6 4. Completar: 1000v = 1 k V 1000V = 1000000 M V 200mA = 0.2 A 2000 μA = 0,002 A
  • 16. 5. Problemas: 1. En un circuito simple, se tiene una resistencia de 10 Ω y un 120 V de fuerza electromotriz. Calcule la intensidad. R= 10 Ω E= 120V I= 𝐸 𝑅 I= 120𝑉 10 Ω I=12 A Respuesta: La intensidad es de 12 A 2. en un circuito en serie se tiene una resistencia de 10 Ω y otra de 20 Ω y 120 V de fuerza electromotriz. Calcule la intensidad. E=120V 𝑅1=10 Ω 𝑅2=20 Ω I= 𝐸 𝑅 RT= 𝑅1+𝑅2 RT=10 Ω+20 Ω RT=30 Ω I= 120 𝑉 30 Ω I= 4 A Respuesta: La intensidad es de 4 A 3. Se tiene en un circuito simple una resistencia de 20 Ω y una fuerza E de 120V. calcule la potencia P. R=20 Ω E=120 V I= 𝐸 𝑅 I= 120𝑉 20 Ω I=6 A P=𝐸 × 𝐼 P=120𝑉 × 6𝐴 Figure 14 Figure 15 Figure 16 P=720 W Respuesta: La potencia es de 720 W
  • 17. 4. En el televisor de Josefa encontramos que tiene: AC = 110v = E, 6500 W = P. Calcule la intensidad. E=110V P=6500 W I= 𝑃 𝐸 I= 6500 𝑊 110 𝑉 I=59,09 A Respuesta: La intensidad es de 59,09 A 5. la grabadora con CD de Juan tiene las siguientes características AC =120 V 60 HZ, 18W power consumption DC 12V (1.5V X 8). Calcule la intensidad. E=120V P=18 W I= 𝑃 𝐸 I= 18 𝑊 120 𝑉 I= 18 𝑊 120 𝑉 I=0,15 A Respuesta: La intensidad es de 0,15 A
  • 18. Conclusiones − En conclusión, el taller aborda de manera integral conceptos fundamentales de electricidad y electrónica, como la Ley de Ohm, la Ley de Watt, el código de colores en electrónica, y la utilización de una protoboard en la elaboración de circuitos. Además, se plantean problemas prácticos relacionados con la intensidad, resistencia y potencia en circuitos eléctricos, así como estrategias para analizar el consumo y costo de servicios públicos en casa y para utilizar energías alternativas. Este enfoque permite a los participantes comprender y aplicar magnitudes y conversiones de unidades eléctricas de manera efectiva en su vida cotidiana. − En conclusión, la Ley de Ohm y la Ley de Watt son fundamentales para comprender y diseñar circuitos eléctricos eficientes. El código de colores ayuda a identificar resistencias, mientras que la protoboard facilita la creación y prueba de circuitos sin necesidad de soldar componentes. Todos estos elementos son esenciales para la creación y el desarrollo de proyectos electrónicos. − En conclusión, los conceptos presentados en el taller de electricidad y electrónica son fundamentales para comprender y aplicar magnitudes y conversiones de unidades eléctricas en la vida cotidiana. Estos nos ayudan a analizar el consumo y costo de servicios públicos en casa, así como a explorar el uso de energías alternativas, fomentando un uso eficiente y sostenible de la energía en diversos contextos. − En conclusión, el taller nos explica y enseña la importancia de la ley de OHM y la ley de WATT que son estratégicos para la electricidad y electrónica mientras que el código de colores identifica los valores de los componentes electrónicos pasivos. La protoboard es una herramienta simple que se utiliza para conectar fácilmente los componentes eléctricos y los cables entre sí. Cada uno de estos fundamentos nos sirven para saber o hacer la fabricación de estos aparatos electrónicos. − En conclusión, la protoboard es una herramienta fundamental en el desarrollo de circuitos electrónicos, ofreciendo una plataforma conveniente para la creación de prototipos temporales. Permite la inserción rápida y eficiente de componentes electrónicos, así como su interconexión mediante cables o conectores sin necesidad de soldadura. La disposición de filas y columnas de conexión facilita la organización y la interconexión de los componentes, mientras que las clavijas de alimentación y los bordes de conexión simplifican la conexión de cables de alimentación y señales. Es esencial seguir cuidadosamente el diseño del circuito y verificar las conexiones antes de energizar el circuito para evitar errores y posibles cortocircuitos. − El uso adecuado de las fórmulas derivadas de las leyes de Ohm y Watt no solo permite calcular parámetros clave en circuitos eléctricos, sino que también es fundamental para el diseño, análisis y optimización de sistemas eléctricos en una amplia gama de aplicaciones industriales, educativas y domésticas.
  • 19. Referencias y Web grafía • Juárez, A. R. (2019). Ley de Ohm. México: [fecha de Consulta 4 de octubre de 2023]. Recuperado de: https://d1wqtxts1xzle7. cloudfront. net/63362668/Ley_de_Ohm20200519-80557-1s4l288-with-coverpagev2. pdf. • Jiménez Rodríguez, W. C., & González Contreras, E. S. (2021). Protoboard configurable por software, denominada “SOFTBOARD”. • Mantilla Quijano, G. (1985). Fuerza, trabajo y potencia. • https://www3.gobiernodecanarias.org/medusa/ecoblog/mgondiaj/2013/01/18/co digo-de-colores-en-las-resistencias/
  • 20. Evidencias del trabajo colaborativo