Electrotecnia DEFINICIONES Y CONCEPTOS

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DEFINICIONES Y CONCEPTOS:

ELECTROTECNIA:

Sobre la base que el alumno conoce los principios de física y electricidad, se estudia los conceptos y tipos de energía, las formas de transmisión, magnitudes eléctricas, componentes lineales y las leyes de los circuitos eléctricos, tanto en corriente continua como con corriente alterna.

Se definirá la representación de las señales sinusoidales con fasores, para aplicarlos a circuitos R-L-C, transformadores, motores como conversores de energía eléctrica y mecánica y generadores, haciendo énfasis de su importancia en el desarrollo de sistemas y procesos industriales.

Se hace uso de Laboratorios con circuitos, equipos y componentes reales, así como de técnicas de simulación con software adecuado. El curso persigue desarrollar competencias en la conceptuación de circuitos eléctricos, incidiendo en el manejo de diferentes formas de energía y su control, para así poder aplicarlas en las diversas problemáticas de la ingeniería industrial a fin de proporcionar soluciones eficientes y eficaces.

CONTENIDO

1.- Introducción a la Electricidad: Definición, conceptos y alcances de Electricidad y Electrónica. magnitudes y unidades fundamentales. Elementos lineales R-L-C en régimen de corriente continua. Asociación serie-paralelo, combinaciones.

2.- Circuitos de corriente continua: Instrumentos de medición. Métodos de solución de circuitos eléctricos. Elementos almacenadores de energía. Transitorios de carga y descarga.

3.- Electricidad Industrial: Importancia de la corriente alterna sinusoidal. Generación transporte y distribución. Ondas alternas sinusoidales. Voltaje y corriente eficaz, frecuencia y fase. Circuitos en Corriente Alterna Sinusoidal. Instalaciones eléctricas industriales, Código Nacional de Electricidad. Sistemas trifásicos de alimentación.

4.- Máquinas eléctricas: Potencia en corriente alterna. La máquina eléctrica estática: El transformador. La máquina eléctrica rotativa: El motor, tipos de motores: AC, DC y paso a paso, el servomotor. El generador DC y AC. Motores trifásicos. Otros tipos de energía: hidráulica, térmica, solar, nuclear, química, eólica, biomasa, geotérmica y mereomotriz, etc.

ELECTROTECNIA: Técnica que trata de las aplicaciones prácticas de la electricidad

La electrotecnia es la ciencia encargada de estudiar la aplicación técnica de la electricidad así como del magnetismo.

El origen del término electrotecnia viene de electro y techne, es decir, la tecnología en la electricidad. El concepto pues abarca un amplio abanico de campos, entre los que se incluyen los sistemas de iluminación, motores eléctricos, robótica y contactos.

Aparte de estos aspectos citados, nos centraremos también en las fuentes de energía, poniendo una especial atención en las renovables (www.electrotecnia.com).

ELECTRICIDAD:[pic 2]

Ciencia y técnica que estudia los procesos a las señales eléctricas (que llevan energía: generación, transformación, transporte, distribución, almacenamiento y disipación)

ELECTRONICA:[pic 3]

Ciencia y técnica que estudia los procesos a las señales de información (que llevan información en forma de voz, imágenes, datos, control o cualquier tipo de comunicación entre hombre-máquina-hombre: sensado, amplificación, modulación, encriptación, codificación, cuantización, y procesos inversos).

SEÑALES ELÉCTRICAS:[pic 4]

Magnitudes fundamentales de tensión y corriente que llevan energía, con las características:

a) Forma definida (por ejemplo: señal continua o DC) [pic 5]

b) Baja frecuencia (por ejemplo: señal alterna sinusoidal de 60 Hertz - 1 armónica)

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SEÑALES ELECTRONICAS:

Magnitudes fundamentales de tensión y corriente que llevan información en algunas de las características de la misma, como amplitud, fase y frecuencia. Se diferencian por:

a) Forma muy variada y compuesta (por ejemplo: la voz, las imágenes y la música)

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b) Cada vez mas y mas altas frecuencias (por ejemplo: las señales de Audio, radio AM, radio FM,  TV de frecuencias bajas, TV cable, microondas, enlaces satelitales, rayos laser, maser, fraser, etc.)

MAGNITUDES FUNDAMENTALES DE ELECTRICIDAD:[pic 8]

Voltaje: Tensión, diferencia de potencial, fuerza electromotriz:

                         E                     Energía (Joules)

VOLTAJE:          V  = ----  =  --------------------------------------- = (Voltios)

                        Q                Carga electica (Coulombs)

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Corriente: Intensidad, amperaje, fluido eléctrico:

                         Q             Carga electica (Coulombs)

CORRIENTE:          I  = ----  =  --------------------------------------- = (Amperios)

                        T                  Tiempo (Segundos) 

MAGNITUDES DERIVADAS DE ELECTRICIDAD:[pic 10]

RESISTENCIA ELECTRICA:

Propiedad de los elementos de presentar una oposición al paso de corriente en forma de potencial (reacción)

                         V                   Voltaje (Voltios)

RESISTENCIA:           R  = ----  =  -------------------------------- = (Ohmios) = LEY DE OHM

                         I              Corriente (Amperios) 

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POTENCIA ELECTRICA:

Propiedad de los componentes de mover energía en una unidad de tiempo

                                          E         Q             Energía (Joules)

POTENCIA:           P  = V . I = ------ . ------ =  ----------------------------- = (Watts = vatio) = LEY DE JOULE

                                     Q        T          Tiempo (segundos)

ENERGÍA ELECTRICA:

Propiedad de un sistema de poder producir un trabajo (Energía electrostática).

Es el trabajo que realiza una corriente eléctrica durante un determinado tiempo. (Electrodinámica)

                                           E                

ENERGIA:           E  = P . T = ------ . T =  Energía (Joules)

                                      T          

ELEMENTOS LINEALES:                                                          I[pic 12][pic 13]

Son aquellos que tienen una relación lineal entre sus características eléctricas fundamentales V - I                        [pic 14][pic 15]

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FUENTE IDEAL DE VOLTAJE:

Elemento o conjunto de elementos que mantienen una diferencia de potencial entre sus 2 bornes, no interesando la corriente.

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FUENTE IDEAL DE CORRIENTE:

Elemento o conjunto de elementos que hacen circular una intensidad de corriente entre sus 2 bornes, no interesando el voltaje.[pic 21]

FUENTE REAL DE VOLTAJE:[pic 22][pic 23][pic 24][pic 25]

Elemento o conjunto de elementos que tratan de mantener una diferencia de potencial entre sus 2 bornes, pero tienen imperfección en forma de resistencia interna que hace que el voltaje de salida dependa de la corriente que proporciona.

        V2 = V1 - I (Rin)

FUENTE REAL DE CORRIENTE:[pic 26][pic 27][pic 28][pic 29][pic 30]

Elemento o conjunto de elementos que tratan de hacer circular una intensidad de corriente entre sus 2 bornes, pero tienen una imperfección en forma de resistencia interna, que hace que la corriente de salida dependa del voltaje que se alcanza entre sus bornes.[pic 31][pic 32][pic 33]

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