MODULO Nº1 CONCEPTOS BÁSICOS DE ELECTRICIDAD

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1 MODULO Nº CONCEPTOS BÁSICOS DE ELECTRICIDAD UNIDAD: INTRODUCCIÓN TEMAS: Múliplos y Submúliplos. Magniudes Elécricas y la Ley de Ohm. Circuios Elécricos. Señales Elécricas y alores Caracerísicos. OBJETIOS: Definir claramene cada una de las magniudes elécricas. Explicar las caracerísicas de los circuios serie y paralelo. Idenificar los valores de una onda Senoidal.. Múliplos y Submúliplos: DESARROLLO DE TEMAS Los múliplos y submúliplos no son más que símbolos represenado poencias de diez, que permien represenar canidades muy grandes o muy pequeñas de una manera reducida. Los símbolos más uilizados en elecricidad se resumen en la siguiene abla: Abreviaura Prefijo Poencia Ejemplo p pico 0EXP-2 pf: picofaradio n nano 0EXP-9 nm: nanomero u micro 0EXP-6 ua: microamperio m mili 0EXP-3 mw: miliwaio 0EXP 0 : olio K Kilo 0EXP+3 KW: KiloWaio M Mega 0EXP+6 M: Megaolio G Giga 0EXP+9 GΩ: Gigaohmio A coninuación se presenan algunos ejemplos: Canidad Forma Forma K M A 0.00 ma ua KΩ 000 Ω 0.00 MΩ mw 0.00 W 000 uw Observe que la clave esa en desplazar la coma hacia la izquierda o derecha, el número de veces que indique el exponene. A la derecha si se va de mayor a menor en la abla de múliplos y submúliplos, y hacia la izquierda si se va de menor a mayor. 2. Magniudes Elécricas y la Ley de Ohm: A coninuación se presena una definición sencilla de las magniudes elécricas más imporanes:

2 OLTAJE: Es la fuerza que provoca el movimieno de elecrones desde un puno a oro (ej: desde el Terminal posiivo de la baería al Terminal negaivo). Su unidad de medida es el olio () y se represena en los esquemas como acompañado de algún idenificador (ej:, 5, A, d, cc, ss, T). INTENSIDAD: Es la canidad de elecrones que araviesan un medio durane ciero iempo. Su unidad de medida es el Amperio (A) y se represena en los esquemas como I acompañado de algún idenificador (ej: I, I5, IA, Id, IR, IT). RESISTENCIA: Es la oposición al flujo de elecrones a ravés de un medio. Su valor depende de la longiud, sección y el ipo de maerial que consiuye el medio. Su unidad de medida es el Ohmio (Ω) y se represena en los esquemas como R acompañado de algún idenificador (ej: R, R5, RA, Rd, RT, RL, RC). Esas 3 magniudes se relacionan por medio de la Ley de Ohm, que en forma maemáica se expresa de la siguiene manera: I R = I * R I = / R R = / I Esa es la relación fundamenal para el enendimieno de emas fuuros. Finalmene ora magniud básica es la poencia, que oma mayor imporancia cuando se habla de rendimieno de equipos elécricos y elecrónicos: POTENCIA: Es la rapidez a la cual se ransforma la energía, de un ipo a ora (ej: la energía química almacenada en una baería se ransforma en energía érmica al encender un bombillo). Su unidad de medida es el aio (W) y se represena en los esquemas como P acompañado de algún idenificador (ej: P, P5, PA, Pd, PT, PRL, PRC). La poencia se relaciona con las oras magniudes básicas a ravés de las siguienes relaciones: I P P = I * P = I 2 * R P = 2 / R 3. Circuios Elécricos: A pesar de que exisen varios emas relacionados con ese puno, solo se raará los circuios serie y paralelo, debido a que son los circuios que más usualmene se presenan en la prácica, mismos que se raan a coninuación: CIRCUITO SERIE: Es aquel en que cada elemeno se coneca uno a coninuación de oro. En ese ipo de circuios la corriene al no ener más que un solo camino, es la misma para odos los elemenos, por ora pare el volaje aplicado (ej: una baería), es la suma de los volajes en cada elemeno del

3 circuio. A coninuación se presena las fórmulas para el análisis de circuios serie: R R2 IT = I = I2 = I3 T IT T = RT = R + R2 + R3 R3 3 CIRCUITO PARALELO: Es aquel en que cada elemeno se coneca exremo con exremo con el siguiene. En ese ipo de circuios el volaje de cada elemeno es igual al volaje aplicado, por ora pare debido a que exisen varias rayecorias para la corriene, la corriene oal será la suma de las corrienes por cada rama. A coninuación se presena las fórmulas para el análisis de circuios paralelo: T IT I R I2 R2 I3 R3 IT = I + I2 + I3 T = = 2 = 3 RT = R + + R2 R3 4. Señales Elécricas y alores Caracerísicos: En general, el objeivo de la elecrónica es el procesamieno de señales elécricas, que comúnmene son producidas por disposiivos llamados ransducores, es decir elemenos que ransforman de un ipo de magniud a ora, ales como: parlanes, micrófonos, moores, generadores, ec., es por eso que es imporane comprender a que nos referimos al hablar de señales. En érminos sencillos, una señal elécrica es un volaje y/o corriene que se expresa en función del iempo, es decir, no solo es imporane el valor de una fuene (ej: una baería), sino ambién como se compora a lo largo del iempo. De acuerdo a esa definición, se puede clasificar a las señales elécricas de olaje y/o Corriene denro de las siguienes caegorías: Señales Coninuas o ariables: Una señal coninua es aquella cuya magniud se maniene consane a ravés del iempo, nunca cambia. Por ora pare una señal variable es aquella que siempre esa cambiando su magniud. Señales Alernas y no Alernas: Una señal alerna es aquella que consanemene esa cambiando de polaridad (+ a -, - a +), en cambio que una señal no alerna iene solo una polaridad (solo + o solo -). Señales Periódicas o no Periódicas: Una señal periódica es una señal que se repia indefinidamene cada ciero iempo, por el conrario una señal no periódica nunca se vuelve a repeir, en ocasiones se las denomina señal de ruido ya que es muy difícil su análisis.

4 Señales Siméricas y Asiméricas: Una señal simérica es aquella cuyo lado posiivo es igual a su lado negaivo en magniud y duración, en cambio que en una señal asimérica, su lado posiivo difiere del negaivo Como ejercicio, se pide clasificar a cada una de las siguienes señales denro de cada caegoría: Una de las señales elécricas de mayor relevancia en el mundo de la elecricidad y la elecrónica, es la señal sinusoidal o señal senoidal (derivada de la función rigonomérica seno) que se muesra a coninuación: Una de las razones de su imporancia, es que la ensión disponible en omacorrienes iene esa forma de onda. Como se puede ver esa es una señal es variable, alerna, periódica y simérica, por lo cual los valores caracerísicos de las señales elécricas se esudiaran omando en cuena ese ipo de señal al como se muesra en la siguiene gráfica:

5 p+ ef T m p- Periodo: Se aplica solo para señales periódicas y represena el iempo que oma la señal en complear un ciclo anes de repeirse. Se represena como T y se mide en segundos (seg). Frecuencia: Indica el número de ciclos o periodos en segundo. Se represena como F y se mide en hercios o herz (Hz). La frecuencia se relaciona con el periodo a ravés de la siguiene expresión: F = / T olaje (Inensidad) Pico: Es el máximo valor posiivo y/o negaivo que alcanza la señal. Se represena como p ( Ip). olaje (Inensidad) Pico-Pico: Es el valor medido enre el pico posiivo y el pico negaivo. Se represena como pp ( Ipp). olaje (Inensidad) Medio: Como su nombre lo indica, expresa el valor promedio de una señal durane un ciclo (las ondas siméricas y periódicas ienen un valor medio de 0), ambién es común definirlo como el valor equivalene de una señal coninua. Se represena como m (Im). olaje (Inensidad) Eficaz o RMS (Raíz Media Cuadráica): Se define como aquella señal coninua que produce la misma poencia que una señal senoidal, ese valor solo se aplica para señales alernas. Se represena como ef o rms (Ief o Irms). El valor eficaz se relaciona con el volaje pico de la siguiene manera: ef = p * Ief = Ip * 0.707

6 EJERCICIOS. Transformar 56,5KΩ a Ω y MΩ. 2. Transformar 5.2mA a A y ua. 3. Transformar 9 a K y m. 4. Transformar 780uW a mw y W. 5. Se iene una lámpara 0W conecada a una baería de 9. Enconrar la corriene consumida por la lámpara y su resisencia. 6. Se iene un moor de 00mW que consume una corriene de 23mA. Calcular el volaje y la resisencia del moor. 7. Se iene un circuio serie con los siguienes daos: R = 25Ω, R2 = 45Ω, R3 = 6Ω, T = 6. Calcule:, 2, 3, IT y RT. 8. Se iene un circuio paralelo con los siguienes daos: R = 0Ω, R2 = 220Ω, R3 = 330Ω, T = 2. Calcule: I, I2, I3, IT y RT. 9. Se iene un circuio serie con los siguienes daos: R = 75Ω, R2 = 68Ω, R3 = 49Ω, T =.5. Calcule: PR, PR2 y PR3. 0. Se iene un circuio paralelo con los siguienes daos: R = 8.2Ω, R2 = 4.5Ω, R3 = 5.7Ω, T = 5m. Calcule: PR, PR2 y PR3.. Se iene una señal con una frecuencia de 5GHz. Calcule su periodo y expréselo usando submúliplos. 2. Se iene una señal con una frecuencia de 240KHz. Calcule su periodo y expréselo usando submúliplos. 3. Se iene una señal con un periodo de 46mseg. Calcule su frecuencia y expréselo usando múliplos. 4. Se iene una señal con un periodo de 5useg. Calcule su frecuencia y expréselo usando múliplos. 5. Se iene un ransformador que enrega un volaje eficaz de 2. Calcule su volaje pico. 6. Se iene un ransformador que enrega una corriene pico de.5a. Calcule su inensidad rms.