CIRCUITO EN PARALELO

Acoplar varios receptores entre si, es conectar los terminarles de los receptores como se muestra en el dibujo:

Las resistencias están conectadas a los mismos puntos A y B. este montaje se caracteriza por que todos ellos están sometidos a la misma tensión  (U=U_AB).

El generador suministra una corriente I_T que se reparte por cada una de las resistencias: I₁ por R₁, I₂ por R_2, I₃ por R_3. Se cumple que la corriente suministrada al circuito (I_T) es igual a las corrientes (I_1, I_2, I₃) que fluyen por cada receptor conectado en paralelo.

            La razón de que se cumpla esta expresión se halla en que los electrones que entran en el nudo A no quedan acumulados en el, por lo que toda la intensidad (I_T), que entra al nudo tiene que salir de el.

Para calcular las intensidades I_1, I_2, I₃ basta con aplicar la ley de ohm:

¿Cómo se determina la resistencia total?

              Para calcular la corriente eléctrica que suministra el generador hay que tener en cuenta la resistencia equivalente (R_Total) que es la que produce los mismos efectos que todas las resistencias acopladas en paralelo.

Para calcular la potencia:

Circuito SERIE

Consiste en conectar el terminal de salida con el de entrada de otro componente, sucesivamente.

En el esquema se ha representado 3 resistencias (R₁, R₂, R₃) conectadas en serie. Al cerrar el interruptor las 3 resistencias quedaran sometidas a la tensión U del generador, lo que hace que surja una corriente eléctrica I, que se establecerá por todas las resistencias por igual, provocando en cada una de ellas las tensiones U_AB U_BC U_CD, respectivamente. De tal manera que la suma de dichas tensiones es igual a la aplicada al circuito.

¿Por qué la intensidad que atraviesa todas las resistencias es la misma?

La corriente es un flujo de electrones que, en este caso se establece por el generador, el conductor y las 3 resistencias. Como los electrones no se quedan acumulados en ningún punto del circuito, los mismos que entran por el terminal de una resistencia salen por el otro terminal, a continuación para entrar en el siguiente, y así sucesivamente.

¿Por qué se reparte la tensión entre las resistencias?

La tensión que aparece en dos puntos de un  circuito surge gracias a la diferencia de cagas que existe entre los mismos, esta diferencia de cargas es la que produce la fuerza que impulsa a moverse a los electrones de un punto a otro del circuito.

La fuerza que provoca la tensión ira perdiendo su efecto al realizar sucesivos trabajo en los receptores conectados en serie, y produce una caída de tensión en cada uno de ellos. Al ser igual la corriente para todos los receptores necesitara más fuerza de impulsión (más tensión) aquellos que tengan mayor resistencia.

¿Cómo se calculan estas caídas de tensión?

	De la lay de ohm obtenemos que:

La ley de ohm siempre se aplica entre dos puntos concretos del circuito.

Para determinar el valor de la tensión que habrá en  U_AB habrá que aplicar esta el y entre los puntos A y B entre estos puntos como  la resistencia R₁ y la corriente I tendremos que:

Como: 




sustituyendo valores de U_AB U_BC U_CD  en esta ecuación nos queda la siguiente expresión:

Operando:                                 








Despejando I:

Resistencia total o equivalente: es igual a la suma de las resistencias de cada uno de los receptores:

Potencia total:                                

O empleando la expresión de potencia y aplicando la tensión total aplicada: 

Potencia eléctrica de cada receptor:

En un circuito en serie la intensidad de la corriente es igual para todas las resistencias y la tensión aplicada se reparte entre ellas

 Potencia eléctrica

         Su unidad es el vatio (W). Si nos preguntan que lámpara luce más, una de 40W u otra de 60W, la respuesta será muy clara: la de 60W, posee  mas potencia.

Se define la potencia como la rapidez en que se ejecuta un trabajo, es decir la relación que existe entre e trabajo realizado y el tiempo que se invierte para realizarlo.

El trabajo se produce gracias a la energía, trabajo y energía son dos conceptos que dicen lo mismo:

P = Potencia en vatios (W).

E = Energía en julios (j)

t = Tiempo en segundos (s).

La fuerza que mueve un móvil es similar a la tensión que impulsa a moverse a los electrones por un circuito, la velocidad con que se mueve un móvil se puede comparar con la cantidad de electrones que fluyen en un circuito, en la unidad de tiempo, es decir de la intensidad de corriente.

La potencia eléctrica es el producto de la tensión por la intensidad de corriente.

P=UxI

 Medida de la potencia eléctrica.

        El aparato que mide la potencia se llama vatímetro.

Mide por separado la tensión y la intensidad de la corriente  para después realizar la operación: P = U*I

        El aparato costa de dos bobinas una amperimétrica (posee las mismas características que un amperímetro tiene una resistencia muy baja y se conecta en serie), y  una voltimétrica (posee las mismas características que un voltímetro, tiene una resistencia muy alta y se conecta en paralelo).

 3.3 energía eléctrica

De la expresión que relaciona la energía con la potencia se deduce que la energía es el producto de la potencia por el tiempo. El calculo de la energía eléctrica consumida es interesante para el consumidor para establecer el coste de la factura, de la compañía eléctrica.

La ley de Ohm

La intensidad de la corriente que recorre un circuito eléctrico es directamente proporcional a la tensión aplicada (a mas tensión, mas intensidad), e inversamente proporcional a la resistencia eléctrica (a mas resistencia, menos intensidad).

            Al  conectar una resistencia a los bornes de una pila, aparece una corriente eléctrica que circula desde el polo negativo de la pila atravesando dicha resistencia, hasta el positivo.

      Cuanto mayor es la tensión eléctrica, con mayor fuerza atraerá el polo positivo de la pila a los electrones y por lo tanto será mayor también la intensidad e la corriente por el circuito.

Cuanto mayor sea el valor óhmico de la resistencia que se opone al paso de la corriente, menor será su intensidad.

I=U/R

U=I X R

R=U/I

U= Tensión, Voltios (V)

R= Resistencia, ohmios (Ω)

I= Intensidad, Amperios (A)

Rigidez dieléctrica

             La rigidez dieléctrica de un material es la tensión que es capaz de perforarlo (corriente eléctrica que se establece por el aislante).

Los materiales aislantes no son perfectos y pueden ser atravesados por la corriente. Cuando un aislante es perforado por la corriente  suele provocar su destrucción, sobre Todo si se trata de un material sólido ya que las temperaturas que desarrollan so altísimas.

Los materiales que se utilizan para conseguir estas tensiones de asilamiento en conductores para instalaciones eléctricas de baja tensión pueden ser:

• Policloruro de vinilo (PVC).
• Polietileno reticulado (XLPE).
• Etileno propileno (EPR).

Conductancia y conductividad

Nos indica la facilidad que presentan los conductores al paso de la corriente. Es una magnitud inversa a la resistencia, su unidad es el Siemens (S).

G = 1/R

G = Conductancia (S)

R = Resistencia (Ω)

            La conductividad de un conductor nos indica la facilidad  que ofrece este al paso de la corriente. Es decir es la inversa de la resistividad y su unidad es Siemens/metro (S/m).

ϒ= 1/ ρ

ϒ = Conductividad (S/m).

Ρ = Resistividad (Ω).

EJEMPLO:

Conductividad del cobre a 20ºC es:

ϒ_cobre = 1/ ϒ_cobre =  1/0.01786 = 56 S/m

Por lo general la resistencia aumenta con la temperatura en los conductores metálicos. Este aumento depende del incremento de la temperatura y del material que este construido el conductor.

R_tº =R₀(1+α*Δtº)

R_tº = Resistencia en caliente

R₀ =Resistencia a 20ºC

α  = Coeficiente de temperatura

Δtº = Elevación de la temperatura en ºC

El aumento de la temperatura puede distorsionar las medidas, conviene utilizar materiales de bajo coeficiente de temperatura para la construcción  de aparatos de medida.

Existen materiales en los cuales se reduce la resistencia al aumentar la temperatura, poseen un coeficiente de temperatura negativo. Resistencias NTC

RESISTENCIA ELÉCTRICA 3

2.3 Medida de la resistencia Eléctrica

            Para medir el valor de una resistencia hay que conectar los extremos de esta  las puntas del óhmetro. Hay muchos tipos de óhmetros el mas utilizado es el que incorpora el polímetro.

2.4 La resistencia de un conductor.

            La resistencia de los materiales depende de su naturaleza y sus dimensiones, tiene especial importancia en los calculo es de las sección de conductores de las instalaciones eléctricas.

Si medimos la  resistencia de un conductor de cobre de 1m de longitud y

de 1 milímetro cuadrado  de sección  es 0.01786 Ω

La resistencia de un conductor aumenta con su longitud.

La resistencia de un conductor disminuye con su sección.

La expresión matemática necesaria para obtener la resistencia del cobre es:

R_cu =0.01786*L/S

0.01786= resistencia en Ω por metro de conductor de 1mm²  a 20º C.

L= longitud en m.

S = sección en mm².

Esta formula solo es valida para el cobre.

Cada material tiene su valor de resistencia  por cada mm² de sección, a este valor se le denomina “coeficiente de resistividad”, y se representa con la letra griega ρ.

Formula general:

R= ρ* L/S

ρ =coeficiente de resistividad (Ω*mm²/m).

L = longitud del conductor (m).

S = sección del conductor (mm²).

R = resistencia del conductor (Ω).