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martes, 19 de diciembre de 2017

Electrotecnia - Conceptos básicos II

En el blog ya hemos visto algunos conceptos básicos de electrotecnia, los comenzamos a explicar en la entrada de Conceptos Básicos de Electrotecnia I, aquí. Ahora vamos a resumir más conceptos y leyes importantes.

¿Qué es la resistencia eléctrica?

Este concepto se refiere al componente de un circuito que dificulta el avance de la corriente eléctrica. La resistencia eléctrica nos ayuda a diferenciar los cuerpos que son mejores conductores de los que son peores. Podemos decir que un mal conductor posee mucha resistencia eléctrica mientras que uno bueno tiene poca resistencia. Por lo tanto podemos definirla así:

"La resistencia eléctrica es la mayor o menor oposición que ofrecen los cuerpos conductores al paso de la corriente eléctrica"

Representación de resistencias

Cuando los electrones circulan por un conductor éstos tienen que moverse a través de todos los átomos. Se produce una especie de rozamiento, una resistencia al movimiento de electrones, que se transforma en calor. Estos choques son menores en los buenos conductores y mayores en los malos. 

La unidad de medida de la resistencia es el OHMIO y se representa con la letra griega omega.


La ley de Ohm

En este momento es necesario hacer referencia a la Ley de Ohm. Esta ley, debida al físico Georg Simon Ohm, nos dice que la intensidad (I) con la cual la corriente recorre un circuito eléctrico es directamente proporcional a la tensión aplicada (V) e inversamente proporcional a su resistencia (R).

La importancia de esta ley es que nos relaciona las tres magnitudes eléctricas de intensidad, tensión y resistencia. Recordemos que la intensidad se mide en Amperios, la tensión en Voltios y la resistencia se hace en Ohmnios.


La resistencia de un material conductor

La resistencia de los diferentes materiales depende de su naturaleza. En general la resistencia de un conductor aumenta con su longitud mientras que su resistencia disminuye al aumentar su sección.

Por ejemplo, la resistencia del cobre es igual 0,017 Ohmnios. Esta es su resistencia calculada con 1 metro de longitud y 1 mm^2 de sección. La fórmula de la resistencia de cualquier conductor es la siguiente:
 


Donde "p" es el coeficiente de resistividad y se mide en: Ohmnios · mm^2 / m
"L" es la longitud en metros, "S" es la sección en mm^2 y "R" la resistencia medida en Ohmnios.


Influencia de la temperatura en la resistividad

Un factor muy importante a tener en cuenta es que la resistencia aumenta con la temperatura en los conductores metálicos.  La fórmula que nos relaciona estos conceptos es la siguiente:


Donde "R del conductor" es la resistencia en caliente. "R base" es la resistencia a 0º C. "Alfa" es el coeficiente de temperatura y está multiplicado por el incremento de temperatura, que se mide en grados centígrados.

La influencia de la temperatura y el aumento de la resistencia en los materiales conductores puede ser un inconveniente, según los usos que queramos darles. Del mismo modo los materiales aislantes tienen la característica de que su resistencia disminuye con la temperatura.

Referencias

LIBRO y PDF de Electrotecnia, aquí
REGLAMENTO ELECTROTÉCNICO PARA BAJA TENSIÓN, en PDF aquí

lunes, 18 de diciembre de 2017

Electrotecnia - Conceptos básicos I

En la parte de tecnología del blog, para poder diseñar un circuito o comprender la instalación eléctrica de una vivienda, debemos conocer los conceptos básicos de electrotecnia. Vamos a comenzar por definirlos.

¿Qué es una carga eléctrica?

Se conoce como carga eléctrica de un cuerpo al exceso o defecto de electrones que éste posee.
  • Una carga negativa significa que hay exceso de electrones.
  • Una carga positiva significa que hay defecto de electrones.

La unidad de carga eléctrica es el culombio. Un culombio equivale aproximadamente a un exceso o defecto de 6 trillones de electrones.

  • 1 culombio = 6,3 • 10^18 electrones

Otro concepto básico que hay que conocer es como se atraen y repelen dos cargas eléctricas, así:
  • Dos cargas eléctricas diferentes se atraen.
  • Mientras que dos cargas iguales se repelen.


¿Qué es la intensidad eléctrica?

Otro concepto importante es la Intensidad eléctrica. Cuando en un circuito se mueve una carga de un culombio en un tiempo de un segundo, se dice que la corriente tiene una intensidad de un amperio. La unidad de medida de la Intensidad (I) de corriente eléctrica es el Amperio (A). 

  • 1 Amperio = 1 Culombio / 1 segundo

¿Qué es la fuerza electromotriz?

En un circuito el generador es el encargado de crear la diferencia de cargas. El generador tiene que arrancar electrones del polo positivo y depositarlos en el polo negativo. A la fuerza necesaria para trasladar los electrones desde el polo positivo al negativo se le denomina fuerza electromotriz (f.e.m.).

¿Qué es la tensión eléctrica?


La diferencia de cargas de un circuito eléctrico se llama diferencia de potencial o tensión eléctrica (se representa con el símbolo V) y su unidad de medida es el voltio (V). La f.e.m. de un generador se mide también en voltios.

  • 1 milivoltio = 1 mV = 0,001 V
  • 1 Kilovoltio = 1 KV = 1000 V

Conductores y aislantes

Para el buen funcionamiento de un circuito eléctrico hay que destacar dos elementos básicos: los conductores y los aislantes. Los materiales conductores y aislantes son ambos muy importantes para el correcto funcionamiento de un circuito eléctrico, mientras que los primeros permiten el paso de la corriente, los segundos la bloquean aislando el material conductor.

Así, un cable eléctrico está formado por un elemento metálico de cobre (el conductor) y por un recubrimiento de plástico (el aislante) que impide que la corriente se fugue, al tiempo que evita fallos y descargas eléctricas.



Los cuerpos aislantes de la electricidad se caracterizan por impedir el paso de la corriente eléctrica a través de ellos. Este fenómeno se debe a que los electrones se encuentran ligados fuertemente a sus átomos y para arrancarlos es necesario aplicar mucha energía y someter al cuerpo a una elevada tensión.

Los cuerpos aislantes tienen tanta importancia como los conductores en el mundo de la industria de materiales eléctricos, ya que gracias a ellos podemos aislar de la electricidad unos cuerpos de otros.

Ejemplos de buenos aislantes: el exafloruro de azufre (SF6), las cámaras de vacío, porcelana, aceite mineral, caucho, barniz, vidrio, algodón, seda, papel, plástico, aire seco.

Ejemplos de buenos conductores: platino, plata, cobre, oro, aluminio, cinc, estaño, hierro, plomo, maillechort (Cu-Zn-Ni), mercurio, nicrón (Ni-Cr), carbón.

Puedes seguir leyendo más sobre conceptos de electrotecnia en la segunda parte, Conceptos Básicos de Electrotecnia II, pulsando aquí.


Referencias:

LIBRO y PDF de Electrotecnia, aquí
REGLAMENTO ELECTROTÉCNICO PARA BAJA TENSIÓN, en PDF aquí