Taller de Electricidad Tercer Año. Docente: Zuliani Andrés

Magnitudes eléctricas tratadas en automatismos

Intensidad eléctrica

La intensidad eléctrica es la cantidad de electrones que circulan por un material en un segundo. La unidad que utilizamos para medirla es el Amperio (A).

Realizando un simil hidráulico podríamos comparar la intensidad eléctrica con la cantidad de agua que circula por punto de la cañería en un segundo.

La intensidad eléctrica se denomina de forma común corriente eléctrica o, simplemente, corriente. Ten en cuenta que para identificar plenamente una cierta intensidad eléctrica se debe conocer su magnitud y su sentido de circulación, es decir su valor y su signo.

Tensión eléctrica

Para que circule una corriente eléctrica a través de un material es necesario que exista una diferencia de potencial eléctrico entre sus extremos. Esto es semejante al desnivel que se debe producir en una tubería para que por su interior discurra una determinada corriente de agua.

La diferencia de potencial eléctrico es conocida habitualmente como tensión eléctrica, voltaje eléctrico o, simplemente, voltaje. Tensión es una magnitud y su unidad es el voltio (V).

Cuando el valor y el signo de una tensión eléctrica permanecen invariables en el tiempo hablamos de una tensión continua, mientras que su magnitud y polaridad cambian con una frecuencia determinada debemos entender que se trata de una tensión alterna. Un ejemplo de tensión continua lo tenemos en la diferencia de potencial existente entre los bornes de la batería de un vehículo, y otro de tensión alterna, el que se da entre los bornes de una base de enchufe de nuestro hogar.

Resistencia eléctrica

La resistencia eléctrica es la mayor o menor oposición que presenta un material al paso de la corriente eléctrica. La unidad de resistencia es el Ohmio (Ω). La ley que la relaciona con la Tensión y la corriente , es la conocida Ley de Ohm, expresa que la corriente eléctrica que fluye por un material es directamente proporcional al voltaje e indirectamente proporcional a la resistencia.

Es decir: I= U/R R=U/I

R es la resistencia eléctrica expresadas en ohmios (Ω).

I es la intensidad en amperios (A).

U es la tensión en voltios (V).

ENERGÍA ELÉCTRICA

La energía eléctrica que transforma en calor un conductor por el que circula corriente es proporcional al producto de la resistencia del conductor por el cuadrado de la corriente y por el tiempo durante el cual ésta transitaba.

La expresión que recoge este principio, se denominó LEY DE JOULE, es la siguiente:

T = R x I2x t

Donde: T es la energía eléctrica en Julios (J), R es la resistencia eléctrica en ohmios, I es la intensidad en amperios y t es el tiempo en segundos.

Dado que U = R x I . También podemos escribirla de forma siguiente:

T=U x I x t

Aunque en el sistema internacional la unidad de energía se expresa en Julios (J), en instalaciones eléctricas la energía se mide en kilovatios-hora (KWh) porque el Julio es una unidad demasiado pequeña. Entre ambas unidades existe la relación siguiente:

1 Kwh = 3,6 x106 J

POTENCIA ELÉCTRICA

La potencia eléctrica es la energía eléctrica consumida en la unidad de tiempo.La unidad de potencia es el vatio (W).

La potencia disipada en un conductor o dispositivo eléctrico, dotado de una cierta resistencia R, podemos deducirla de la siguiente expresión:

P= T/t = R x I2

Donde: P es la potencia eléctrica expresada en vatios ( W ), T es la energía en Julios (J) t es el tiempo en segundos (s), R es la resistencia en ohmios (Ω) e I es la intensidad en amperios (A).

También podemos escribirlo de ésta forma: P= U x I

Donde P es la potencia expresada en vatios ( W ), U la tensión en voltios ( V ) e I la intensidad en amperios (A).

La potencia eléctrica da idea del aguante eléctrico que debe poseer un elemento sometido a tensión cuando es recorrido por una corriente. Superar el valor máximo de la potencia que puede aguantar un equipo o dispositivo es condenarlo a su destrucción.

EJEMPLO:

DENSIDAD DE CORRIENTE

La densidad de corriente es la relación existente entre la cantidad de corriente eléctrica que atraviesa un cuerpo y su sección de paso o interior de una cañería cuando queremos hacer pasar una misma cantidad de agua por segundo.

La densidad de corriente viene dada por la siguiente expresión:

J= I / S

Donde J es la densidad de corriente expresada en amperios / mm2 , I es la intensidad eléctrica en amperios (A) y S es la sección del cuerpo en mm2..

EJEMPLO:

Un conductor de 2,5 mm2 de sección ha sido fabricado para soportar una densidad de corriente máxima de 4 A/mm2 . ¿Qué intensidad máxima puede circular por el conductor?.

Solución: I=J x S = 4 x 2,5 = 10 A

ACTIVIDADES

1- Calcula la intensidad de corriente que circula por una estufa eléctrica conectada a 230 v, sabiendo que su resistencia es de 23 Ohmios.

2- Calcula la potencia que consume la estufa anterior y qué energía ha gastado después de 10 horas de funcionamiento.

3- Consultando las placas de características que llevan adosadas, confecciona una lista con las tensiones de funcionamiento y las potencias eléctricas que consumen los principales electrodomésticos de tu vivienda. Calcula la potencia total consumida y la energía gastada en 10 horas si todos se conectaran simultáneamente a la red.

4- Busca información sobre las secciones mínimas que deben poseer los conductores eléctricos capaces de soportarintensidades de 0,1A – 1A - 3A – 5A y 10 A.