fundamentos basicos

1. TEMA: ATOMO Y SU ESTRUCTURA /LEY OHM
CATEDRATICO: MSc.GUSTAVO ADOLFO MENDOZA
INGENIERIA INDUSTRIAL
INGENIERIA ELECTRONICA
Electrotecnia

2. TEMAS
• Átomo
• Ley de ohm
Corriente y Voltaje
Potencia y Energía

3. Objetivo
• Comprender y analizar los principios de electricidad
• Comprender el calculo de potencia y energía
• Identificar y analizar las diferentes técnicas de análisis de circuitos
eléctricos.

4. ÁTOMO
La materia puede definirse como cualquier cuerpo que ocupa un
lugar en el espacio y tiene peso. Por ejemplo la madera, el aire, el
agua, etc. Toda materia está compuesta de moléculas formadas por
combinaciones de átomos, los cuales son partículas muy
pequeñas. Los principales elementos que forman al átomo son el
electrón, el protón, el neutrón y el núcleo.

5. El núcleo de un átomo hay:
Protones, que tienen una carga positiva (+); neutrones, que no poseen carga.
Los electrones, en cambio, se encuentran girando en órbitas alrededor del núcleo y
tienen una carga negativa (-).

6. Corriente y voltaje

7. Es un movimiento de electrones entre dos
puntos. Si la tensión se mantiene constante en
valor y en signo a lo largo del tiempo, la
corriente también lo hará. Pero si la tensión
cambia, también cambiará la corriente.
La corriente
eléctrica

8. La corriente es el flujo neto de cargas positivas (iones
positivos) o negativas (electrones libres o iones
negativos) a través de una sección transversal de un
conductor. En los metales se presenta movimiento de
electrones libres; en los gases movimiento de electrones
libres en un sentido y movimiento de iones positivos en
el otro sentido; en las soluciones salinas hay movimiento
de iones positivos y negativos en direcciones opuestas.

9. Corriente continua (CC ó DC)
Es aquella que no cambia ni de valor
ni de sentido a lo largo del tiempo, es
decir, las cargas eléctricas circulan
siempre en la misma dirección. La
corriente continua la proporcionan los
generadores como pilas, baterías y
dinamos, es decir, aquellos
generadores que posean polos
positivos y negativo.
Grafica de corriente
continua(CC o DC)

10. Corriente alterna (CA ó AC)
Es aquella que cambia de valor o de sentido
a lo largo del tiempo. La característica
principal de la corriente alterna es la
frecuencia con la que cambia de sentido por
segundo. La frecuencia o número de ciclos
por segundo se mide en Hertzios (Hz).
La corriente alterna que utilizamos en las
viviendas tiene una frecuencia de 50 Hz y un
valor útil de 220 v.
Grafica de corriente alterna
(CA o AC)

11. Voltaje o Tensión
El término cd, que se utiliza a lo largo
del texto, es una abreviatura de
corriente directa, la cual comprende
todos los sistemas donde hay un flujo
de carga
unidireccional (en una dirección).
las fuentes de voltaje de cd que aplican
un voltaje fijo a sistemas eléctricos y
electrónicos
Las fuentes de voltaje de cd se
dividen en tres tipos básicos:
(1) baterías (de acción química o
energía solar).
(2) generadores (electromecánicos).
(3) fuentes de potencia (rectificación,
un proceso de conversión que se
describirá en sus cursos de
electrónica).

12. Ley de Ohm, potencia
y energía.

13. Por medio de simples manejos matemáticos el voltaje, la resistencia y la corriente
se puede encontrar con las siguientes ecuaciones:
1
Donde:
1. V= Voltaje o Tensión.
2. I= Corriente.
3. R= Resistencia.
2 3

14. La Ley de Ohm
La Ley de Ohm dice que la
intensidad de corriente que circula a
través de un conductor es
directamente proporcional a la
diferencia de potencial entre los
extremos del conductor e
inversamente proporcional a la
resistencia del conductor.
Matemáticamente, la Ley de Ohm
se expresa:
siendo:
I=Intensidad de corriente. Se mide en
amperios (A).
V=Diferencia de potencial o voltaje. Se mide
en voltios (V).
R=Resistencia eléctrica del conductor. Se
mide en ohmios (Ω).

15. EJEMPLOS
1. Determine la
corriente producida
por la conexión de
una batería de 9 V a
una red cuya una
resistencia es de 2.2
ohm.
2. Calcule la resistencia
de un foco de 60 W si
un voltaje aplicado de
120 V produce una
corriente de 500 mA.
3. Calcule el voltaje que
debe aplicarse a través
del cautín mostrado en la
figura 1.5 para establecer
una corriente de 1.5 A a
través de él si su
resistencia interna es de
80ohm.

16. Ejercicios
1. ¿Cuál es la corriente que fluye por un resistor de 6.8Ohm,
si la caída de voltaje a través de él es de 24 V?
2. Una lavadora está clasificada para 4.2 A a 120 V. ¿Cuál es
su resistencia interna?
3. La resistencia interna de un generador de cd es de
0.5Ohm. Determine la pérdida de voltaje terminal a través
de la resistencia interna si la corriente es de 12 A.

17. Ejercicios
1.Determine la corriente resultante de
la aplicación de una batería de 9V
una red con resistencia de 2.2Ω
Solución:

18. 2. Calcule la resistencia de un
foco de 60W, si una corriente de
500mA resulta de un voltaje
aplicado de 120V.
Solución:

19. 3. Calcule el voltaje que debe
aplicarse al cautín para establecer una
corriente de 1.5A a través de él si su
resistencia interna es de 80Ω
Solución:

20. Conclusiones
• La ley de ohm establece la relación existente entre las tres magnitudes
eléctricas fundamentales, resistencia, tensión y corriente.
• La Ley de Ohm relaciona las magnitudes de voltaje, resistencia e
intensidad
• Los prefijos nos permiten reconocer fácilmente la potencia de diez y
proporcionan un mejor canal de comunicación entre especialistas de la
tecnología.

21. Potencia
Potencia

22. La potencia es una
indicación de cuanto trabajo
(conversión de energía de
una forma a otra) puede
efectuarse en una cantidad
específica de tiempo, esto es,
una tasa de trabajo realizado.
Ejemplo: un motor grande
tiene más potencia que un
motor pequeño porque este
puede convertir más energía
eléctrica en energía
mecánica en el mismo
período.

23. En forma de ecuación, la potencia es determinada por:
Donde:
1. P= Potencia (W).
2. W= Trabajo (Joules).
3. t= Tiempo (Segundo)

24. La potencia entregada o absorbida en un dispositivo eléctrico o sistema
puede encontrarse con las siguientes ecuaciones:
Cuando a
veces es
dada la
potencia,
voltaje y la
resistencia.
Cuando a
veces es
dada la
potencia,
corriente y
voltaje.
Potencia
Cuando a
veces es
dada la
potencia,
resistencia y
corriente.

25. Ejemplos
1. Encuentre la potencia entregada
al motor de CD, si esta conectado a
120V y pasa una corriente de 5A.
Solución:

26. • 2. Las características I-V de un foco están
dados en la siguiente figura. Observe la no
linealidad de la curva, lo que indica un
rango amplio en resistencia del foco con
voltaje aplicado como se definió. Si el
voltaje es de 120V, encuentre la potencia
del foco. También calcule la resistencia del
foco bajo las condiciones dadas.
Solución:

27. 3. Determine la corriente que pasa a través
de un resistor de 5Ω cuando la potencia
disipada por el elemento es de 20W. Solución:
2 A

28. EJERCICIOS
1.¿Cuál es la potencia suministrada por una batería de 6 V si el flujo de corriente es
de 750 mA?
2. ¿Cuál es la potencia en hp total de una serie de ventiladores de techo comerciales
que consumen 30 A a 220 V?.
3. ¿Cuáles son el nivel de resistencia “en caliente” y la capacidad
de corriente de un foco de 120 V y 100 W?

29. Ejercicios para resolver en
clases
• 1. Una batería de CD puede entregar 45 mA a 9V. ¿Cuál es su valor nominal de potencia?
• 2. La caída de voltaje en un resistor de 4Ω es de 64W, ¿Cuál es la corriente máxima a
través del resistor?.
• 3. Un televisor en blanco y negro pequeño extrae 0.455A a 9v
a. ¿Cuál es el valor nominal de la potencia del televisor?
b. ¿Cuál es la resistencia interna de la televisión?
• 4. Si a una casa se le suministra un servicio de 120V y 100A, encuentre la capacidad
máxima de la potencia.

30. ENERGÍA
Para que la potencia, que
es la velocidad a la que se
realiza trabajo, convierta
energía de cualquier
forma, se debe utilizar
durante un tiempo.
Por ejemplo, un motor
puede tener los caballos de
fuerza necesarios para
accionar una carga, pero a
menos que se utilice durante
un tiempo, no habrá
conversión de energía.

31. Por lo que el watt hora (wh) y el kilowatt hora
se definen como sigue:

32. EJEMPLOS
1. ¿Cuánta energía (en kilowatthoras) se requiere para encender un
foco de 60 W continuamente durante 1 año (365 días)?

33. 2. ¿Cuánto tiempo puede estar encendida una TV de plasma de 340 W
antes de que consuma más de 4 kWh de energía?

34. 3. ¿Cuál es el costo de utilizar un motor de 5 hp durante 2 horas
si la tarifa es de 11 centavos por kilowatthora?

35. EJERCICIOS
1. ¿Cuánto tiempo puede estar encendido un calentador de 1500 W
antes de que consuma más de 12 kWh de energía?
2. La computadora personal promedio consume 78 W. ¿Cuál es el
costo de utilizarla durante 4 h/día durante un mes de 31 días si el
costo es de 11¢/kWh?
3. ¿Cuál es costo total de utilizar los siguientes aparatos a
11¢/kWh?.
a. Un acondicionador de aire de 1600 W durante 6 h.
b. Una secadora de pelo de 1200 W durante 15 min.