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Fundamentos de electricidad

Juan David Hoyos Junio 2020. Sena. Cundinamarca. Técnico en sistemas

Introducción

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En este trabajo vamos a analizar a profundidad la importancia que tiene la electricidad en cada electrodoméstico saber con que tipo de corriente funciona como poder identificarlas de una manera muy simple, también veremos esos pequeños términos que escuchamos hoy en día pero nunca pensamos como funcionan o para que sirven , veremos formulas para sobre la ley de Ohm, la ley de Watt, la aplicación de Ohm y la resistencia aprenderemos a diferenciar bastante, veremos resistores como son sus fórmulas y cómo funcionan y también veremos tipos de cables eléctricos su funcionalidad, su calibre, aplicación y sus códigos de colores……….

Actividad 3.2

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actividades de contextualización e identificación de conocimientos necesarios para el aprendizaje

De acuerdo con la información expuesta a continuación conteste las preguntas planteadas En épocas navideñas el recibo de la energía llega mas costoso por que conectamos adornos a las tomas de corriente eléctrica entre ellos extensiones navideñas para alumbrar la parte interna y externa de la vivienda, el árbol navideño y el pesebre, quizás es mas frecuente el uso de algunos electrodomésticos que en otras épocas que usamos esporádicamente Cuando las bombillas están un tiempo conectadas y encendidas se calientan. Pero si ellas están diseñadas para generar luz: ¿Por qué razón desprenden calor? Supongo que como toda bombilla esta se calienta ya que la bombilla funciona haciendo pasar una corriente por un metal tungsteno aumentando su temperatura y calentando el dispositivo por la resistencia del material, a diferencia del led, si calienta, pero no como todos, en parte creo que también debe ser por todo el esfuerzo al que este se ve sometido por eso se sobre calienta ¿Existe alguna ley que defina este fenómeno? Se podría decir que la ley que existe para catalogar este fenómeno seria la ley de joule por que, dependiendo de las características de la luminaria o bombilla material o conductor de resistencia, obtendremos más energía eléctrica que calórica o viceversa

Actividad 3.3 actividades de aprobación del conocimiento (conceptualización y teorización) Dominio cognitivo y declarativo

Primero que todo debemos saber que es la ley de ohm la ley de Ohm relaciona tres magnitudes fundamentales en cualquier circuito de corriente continua: la intensidad, la tensión o voltaje y la resistencia formula de Ohm

I: es la intensidad o corriente medida en amperios (A) V es el voltaje o tensión medido en voltios (V)

R es la resistencia medida en ohmios (Ω)

La ley de Ohm se utiliza para resolver circuitos en cálculos electrónicos por lo que es muy importante entender y recordar su formula

Ley de ohm para calcular la resistencia Si conocemos la tensión y la resistencia, pero no conocemos la intensidad tan solo tenemos que sustituir V y R por sus valores en la formula y operar ya que en la formula tenemos la intensidad despejada

Por ejemplo En el siguiente circuito el valor de la tensión es de 230 V y el valor de resistencia es igual a 100 Ω que valor tiene la corriente que circula por el circuito

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En este caso conocemos los valores de tensión y resistencia

y pues la intensidad que pasa por la resistencia es igual a 2.3 amperios

ley de ohm para calcular el voltaje

si conocemos la intensidad y la resistencia y queremos calcular el voltaje en primer lugar debemos despejar V en la formula pasando la R multiplicando al miembro contrario de la ecuación ya que esta dividiendo

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Una vez despejada la V ya podemos sustituir los valores de I y R y operar Por ejemplo: Con la piel húmeda la resistencia del cuerpo humano es de 2500Ω ¿qué tensión será suficiente para provocar en estas condiciones el paso de una corriente peligrosa de 30 mA por el cuerpo humano En este caso conocemos la resistencia y la intensidad

Podemos calcular la tensión de la siguiente forma

Para que la tensión este en voltios la resistencia debe estar en ohmios y la corriente en amperios, la resistencia ya la tenemos en ohmios pero la corriente está en mili amperios por lo que antes de utilizarla en la formula de la ley de ohm debemos pasar los m A a A dividiendo entre 1000

Ahora ya podemos sustituir la resistencia y la intensidad por sus valores en la formula y operar

Seria suficiente una tención de 75 V

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Ley de ohm para calcular resistencia Cuando conocemos la tensión y la intensidad podemos calcular la resistencia por medio de la ley de ohm solo tenemos que despejar R en formula para ello R pasa multiplicando al primer miembro e I pasa dividiendo al segundo miembro

Una vez tenemos r despejada ya se puede sustituir los valores de V y de I operar Por ejemplo Calcula la resistencia del filamento de una lampara sabiendo que si sometemos una tensión de 125 V al medir la corriente con un amperímetro obtenemos una intensidad de 05 A Nos da valores de tensión y corriente

Despejamos la R en la formula de la ley de ohm sustituimos V e I por sus valores y operamos

El filamento de la lampara tiene una resistencia de 250Ω

Triangulo de la ley de ohm

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Que es la ley de watt

La ley de watt se conoce como aquella que afirma que la potencia eléctrica es directamente proporcional al voltaje de un circuito y a la intensidad que circula por el se resume por la siguiente formula P=v La ley de watt se enuncia de la siguiente manera la potencia consumida es directamente proporcional al voltaje suministrado y a la corriente que circula la unidad de potencia es el watt y es el producto de voltaje de circuito por amperaje P=VI V=p/I I=P/V

Los múltiplos mas usados son el kilowatt (kW) y el mili watt (mW)

7 3.3.1 https://prezi.com/view/3zYna2KyqmRCiJz2whD0/

Las magnitudes eléctricas

Las magnitudes eléctricas son aquellas propiedades físicas de la electricidad que podemos medir en consecuencia podemos conocer su valor y utilizarla en varias aplicaciones las mas importantes son la tensión, la intensidad de corriente, la resistencia y la potencia Unidad de medida de estas: Tensión su símbolo es= U y su unidad de medida= V(voltios) Intensidad su símbolo es= I y su unidad de medida es = A (amperio) Resistencia su símbolo es=R y su unidad de medida es = Ω (ohmio) Existen otras que son: Resistividad su símbolo es=p y su unidad de medida es de Ω*m Impedancia su símbolo es= z y su unidad de medida es Ω Campo magnético su símbolo es= H y su unidad de medida es A/m

3.3.2 actividad de voltaje AC y DC Identifique en las siguientes imágenes el tipo de señal de voltaje, explique su respuesta

El grafico que podemos observar aquí es de corriente alterna, la corriente alterna es un tipo de corriente eléctrica en la que la dirección de flujos de electrones va y viene a intervalos regulares o en ciclos, la corriente que fluye por las líneas eléctricas y la electricidad disponible normalmente en las casas proviene de los enchufes, la corriente alterna es un tipo de voltaje es positivo la mitad del tiempo y la otra mitad es negativo esto quiere decir que en un cierto tiempo la corriente

circula en un sentido y en otro debido tiempo esta cambia el sentido como podemos observar en 8 esta imagen

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Con solo observar este otro grafico podemos observar que esta es una corriente continua Esta corriente eléctrica fluye de forma constante en una sola dirección, como la que fluye En una linterna o en cualquier otro aparato con baterías es corriente continua una de las Ventajas de la corriente alterna es su relativamente económico cambio de voltaje, la Tensión de una corriente continua se representa sobre un eje x/y como podemos observar En la imagen (voltaje sobre tiempo) con una línea recta, como la anterior esta nunca Cambiará su trayectoria y su voltaje se mantendrá en positivo

Identifique el tipo de voltaje ac o dc con que funcionara cada dispositivo y escríbalo Debajo de la imagen, justifique

Máquina de imprenta: esta maquina se cataloga por funcionar con corriente ac para poder funcionar y cumplir su función

celular: es celular se cataloga en los objetos que utilizan el tipo de voltaje dc (corriente continua) ya que este funciona por una pila y si recordamos la corriente continua depende de una carga primero para alimentar con la batería el celular que en este caso es de quien estamos hablando

La lavadora: En este caso la lavadora se encuentra catalogada en los objetos que utilizan el tipo de corriente ac (corriente alterna) Si recordamos la corriente alterna es la que encontramos en los tomacorrientes de nuestros

Cámara digital: como el celular la cámara también se encuentra catalogada en los objetos que utilizan voltaje dc, ya que estos funcionan con una batería y esa batería debe ser

Multímetro digital: este también es catalogado como un elemento que depende de una batería para poder funcionar de manera correcta por eso usa corriente continua, como dato importante siempre debe

Nevera: y para concluir la nevera utiliza un voltaje de corriente ac(corriente alterna) que depende de la toma corriente y no de una batería como algunas ya mencionadas

hogares

cargada primero para poder darle función a la cámara

estar bien cargado para cumplir bien su función ya que si no lo esta posiblemente nos da resultados que no son

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Actividad 3.3.3 aplicación ley de Ohm y resistencia Responda las siguientes preguntas a través de la wiki dispuesta en la plataforma de La blackboard 1. Cual es la diferencia entre un resistor fijo y uno variable La diferencia que presentan estos 2 resistores es: la resistencia fija son las que presentan un valor óhmico que no podemos modificar y las resistencias variables son las que nosotros podemos variar modificando la posición de un contacto deslizante 2. Que significa tolerancia en un resistor La tolerancia de una resistencia eléctrica/ resistor es el valor óhmico que nos dice que tanto (en porcentaje) puede variar el valor de la resistencia, es decir que esta se define como campo comprendido entre valor máximo y el mínimo de su valor indicado por el fabricante, los valores más típicos de tolerancia son 5% 10% y 20% pero también hay de 0.1% 0.25% 05% 1% 2% 3% y 4%

3. ¿El tamaño de un resistor influye sobre la resistencia o sobre la potencia que puede soportar? Justifique su respuesta A mi parecer el tamaño influye sobre la resistencia ya que si analizamos el resistor entre mas grande o mas pequeño sea, si la potencia no está adecuada al resistor este no servirá si la potencia es mucho mas de lo que soporta el resistor esta podría llegar a quemarse, en conclusión, el tamaño de un resistor influye en la resistencia que este puede llegar a soportar

11 4. Describa el funcionamiento de un potenciómetro El potenciómetro es un resistor variable cuyo valor puede variar girando la perilla, el potenciómetro consiste en una tira resistiva que es la que proporciona la resistencia, un contacto deslizante que se mueve a través de la tira resistiva y se acciona por medio de una perilla y también encontramos las tres terminales de este mismo que están abajo y se clasifican como A B C, una de las formas de utilizar un potenciómetro es como divisor de voltaje, si colocamos una fuente de alimentación y el potenciómetro esta en su punto medio obtendremos la mitad del numero de voltios en las 2 terminales del potenciómetro La otra forma de conectarlo es de resistencia variable para eso debemos unir dos de las terminales del potenciómetro si movemos la perilla hacia un extremo la resistencia que estemos observando cambiará a 0 pero si giramos la perilla hacia el otro extremo entonces la resistencia será el mismo valor del potenciómetro

Actividad 3.3.4 taller de aplicación ley de kirchoff

Investigar Indique cuantos watts consumen los siguientes dispositivos: ducha eléctrica, portátiles, tv de diferentes marcas, Xbox, Play Station, horno microondas • • • • • • • •

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Ducha eléctrica: aproximadamente la ducha eléctrica consume 1500watts Portátiles: un portátil suele consumir de 30 a 40 watts durante uso moderado Tv Samsung: es la marca con mayor diferencia entre un consumo de 67,30 W (modo home) y uno medio de 92,44 W imagen calibrada Televisor LG: su consumo de energía es mucho menor a otras televisiones con 135.7 Watts aproximadamente y tan solo 0.3 watts en modo Standby Televisor Sony: un consumo estándar máximo es de 145/256 Watts en uno de 55 pulgadas Xbox one: aproximadamente consume 112 Watts Play Station 4: consume de media 137 Watts Horno microondas: su consumo promedio encendido 1 hora es de 1520 Watts ¿Qué tipo de breakers ofrecen en las tiendas en el mercado actual?

Breaker DC siemens 2 polos 6a, 10a, 16a, 20a, 25a, 32a: sus características son las siguientes: funciona tanto en Ac como en Dc, tensión Ac hasta 440 VAC (funciona a 220VAC) es ideal para protección de baterías entrada de inversores y cargas en corriente continua

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Mini breaker Easy9 3polos: sus características son: 3polos 25ª, 10Ka, curva c, está 12 fabricado para la protección contra sobre cargas y cortos circuitos tiene 3 polos, capacidad de 25 amperios Breaker Dc siemens 16a, 250 Vdc monopolar, sus principales características son: protección Dc para aplicaciones fotovoltaicas hasta 250V por polo, es ideal para protección de baterías, entrada de inversores y cargas en corriente continua Interruptor breaker diferencial siemens 2p,5 a, 30ma, sus principales características son: para sistemas AC, tensión AC hasta 230 VAC, corriente nominal 25 A, corriente diferencial de disparo 30mA Breaker Dc siemens 80 a, sus principales características son: protección dc para aplicaciones fotovoltaicas hasta 125V, ideal para protección de baterias, entrada de inversores y cargas en corriente continua

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✓ Tipos de cables de energía Características Calibres Aplicaciones Código de colores •

Cable neutro: es un conductor con potencial 0 o diferencia de potencial 0. Su función es precisamente crear un desequilibrio una diferencia de potencial que permita la existencia de corriente eléctrica por el conductor de fase Calibre es de: 6

Aplicación: sirve como conductor de retorno de la corriente, que circula por los circuitos monofásicos si una bombilla por ejemplo esta conectada solo a la fase no puede funcionar al no tener el neutro para que puedan circular los electrones Código de color: su código de color es el azul

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Cable tierra: es un sistema de protección al usuario de los aparatos conectados a la red eléctrica, cuando hay una corriente de fuga que se va por este cable a tierra, actúa el interruptor diferencial dejando sin electricidad todo el circuito de la vivienda Calibre: su calibre es de 14 Aplicación: su aplicación es desviar la corriente a través de un hilo de cobre impidiendo que entre en contacto con una persona y produzca un shok eléctrico, se utiliza el cobre pues este elemento posee resistencia baja, es decir es un excelente conductor eléctrico Su código de color es: el verde y el amarillo

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13 Cable fase: es el conductor por el que entra la corriente al circuito neutro, es el conductor por el que vuelve a salir la corriente de la vivienda después de haber cumplido su función de llegar a los enchufes y luminarias

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Calibre: su calibre es de 16

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Aplicación: este cable normalmente tiene una función de llegar a los enchufes y luminarias

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Código de color: normalmente los colores son negro, marrón y gris

Halle en internet la tabla AWG e indique que tipo de cable se debe usar según el consumo de corriente, anéxelo a este trabajo

Actividad 3.3.7 actividad de cálculo de la ups

Investigue cual seria el procedimiento para pasar de vatios a voltio amperios

Plantea la ecuación si el circuito es de cc la ecuación es muy sencilla los vatios serán igual a amperios por voltio por lo tanto dividiendo los vatios entre voltios podrás obtener el valor de amperios

Calcula la corriente una vez que hayas planteado la ecuación resuélvala para obtener el valor de la corriente, calcula la división para obtener la magnitud de los amperios, revisa

las unidades para estar seguro de que el valor obtenido este expresado en culombios por segundo: 1 amperio = 1 culombio por segundo

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Las fórmulas son: Pot. activa; W= Voltios X Intensidad x Coseno de Fi Pot. aparente; S= Voltios x Intensidad. De modo que para poder pasar de W a VA, basta con dividir los watios resultantes por el coseno de Fi. Si una instalación de 220V y 10A CosFi 0.8, tendrá: 220V x 10A x 0.8 = 1760 watios 1760W / 0.8 = 2200 VA == (220V X 10A)

Bibliografía

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https://brainly.lat/tarea/4364575#:~:text=La%20raz%C3%B3n%20por%20la%20cual,por%20la %20resistencia%20del%20material. https://ekuatio.com/la-ley-de-ohm-que-es-aplicaciones-y-ejercicios-triangulo-de-la-ley-de-ohm/ https://www.ejemplode.com/37-fisica/4216-ejemplo_de_ley_de_watt.html http://fresno.pntic.mec.es/~fagl0000/clasificacion.htm#:~:text=Resistencias%20fijas%3A%20So n%20las%20que,posici%C3%B3n%20de%20un%20contacto%20deslizante.

https://www.ecured.cu/Tolerancia_de_una_resistencia_el%C3%A9ctrica#Caracter.C3.ADsticas

https://www.youtube.com/watch?v=gs9Mv71J7U8

https://www.youtube.com/watch?v=sBGNyhlorfo https://articulo.mercadolibre.com.co/MCO-509455413-breaker-dc-siemens-80a_JM?quantity=1#position=10&type=item&tracking_id=12590a94-03f1-4b7c-b339b7c329387b33

https://www.topcable.com/blog-electric-cable/tipos-de-cables-electricos/