Adrián del Salvador Yaque Sánchez - Preparar y acondicionar elementos y máquinas de la planta química. QUIE0108

Un circuito muy simple es conectar una bombilla en un circuito con un amperímetro (con el cero de la escala en el centro) y una dinamo de una bicicleta que actuará como generador. Cuando se mueve el rotor de la dinamo lentamente, la aguja indicadora del amperímetro señala hacia la derecha e izquierda variando constantemente su intensidad de corriente.

Su campo de aplicación es mucho más amplio debido a que es más fácil de generar y de transportar, por lo que se producen en las centrales eléctricas y se utiliza en las viviendas y en la industria en general.

Resistencia de un conductor filiforme. Resistividad

Como ya se sabe, la resistencia eléctrica (R) es la dificultad al paso que encuentra la corriente eléctrica para circular a través de un conductor.

Atendiendo a esto se puede entender que cuanto mayor longitud tenga un conductor, mayor será su resistencia debido a que la corriente eléctrica y, por tanto sus electrones, tendrán más dificultad en atravesarlo.

Por otro lado, si aumenta la sección del conductor, los electrones tendrán más libertad para moverse y la resistencia será menor.

Recuerde

La resistencia de un conductor aumenta con su longitud y disminuye con su sección.

Un conductor filiforme es aquel conductor con forma de hilo largo y sección circular pequeña.

Para calcular la resistencia de un conductor filiforme de sección constante, la fórmula general es:

R = ρ · (L / S)

Siendo:

1 R = la resistencia del conductor en ohmios (W).

2 L = la longitud del conductor en metros (m).

3 S = la sección del conductor en milimetros cuadrados (mm2).

4 ρ = el coeficiente de resistividad (W · mm2 · m-1).

La resistividad, que se designa por la letra griega r y se mide en ohmios milímetros cuadrados por metro (W · mm 2· m -1), describe el comportamiento de un material frente al paso de corriente eléctrica, por lo que da una idea de lo buen o mal conductor que es ese material.

Definición

ResistividadEs la resistencia eléctrica específica de un material.

A partir de la resistividad se puede calcular la conductividad eléctrica de una sustancia, es decir, la capacidad que tiene un material para conducir la corriente.

La conductividad se calcula como la inversa de la resistividad. Se designa por la letra griega s y se mide en siemens por metro (S · m -1) o (Ω -1· m -1):

σ = 1 / r

Un valor de resistividad alto y por tanto de conductividad bajo indica que el material es un mal conductor, mientras que un valor de resistividad bajo y conductividad alto señala un buen conductor.

Efecto joule. Potencia eléctrica

Es bastante interesante conocer para esta actividad qué es el efecto joule en un conductor y qué es la potencia eléctrica de un dispositivo.

Efecto joule

Para un conductor por el que circula corriente eléctrica, parte de la energía cinética del movimiento de los electrones se transforma en calor debido a los choques que sufren con los átomos del material conductor por el que circulan. El movimiento de los electrones en un cable es desordenado, lo que provoca continuos choques entre ellos y como consecuencia un aumento de la temperatura en el propio cable.

El efecto fue definido de la siguiente manera: “el calor generado por una corriente eléctrica es directamente proporcional al cuadrado de la intensidad de corriente eléctrica, al tiempo que esta circula por el conductor y a la resistencia que opone el mismo al paso de la corriente”. Matemáticamente se expresa como:

Q = I 2· t · R

Definición

Efecto JouleEs el fenómeno por el cual se calienta un material cualquiera cuando es recorrido por una corriente eléctrica.

Donde:

1 Q = el calor generado en julios (J).

2 I = la intensidad de corriente eléctrica en amperios (A).

3 t = el tiempo en segundos (s).

4 R = la resistencia en ohmios (W).

Si el conductor es muy fino, este se calienta hasta ponerse incandescente. La resistencia es el componente que transforma la energía eléctrica en calor, como, por ejemplo, en estufas eléctricas, hornos eléctricos, etc. Para estos y otros aparatos eléctricos, este es el efecto deseado: el calor desprendido por el paso de la corriente eléctrica.

Sin embargo, en la mayoría de las aplicaciones es un efecto indeseado y es la razón por la que los aparatos eléctricos necesitan un ventilador que evite el calentamiento excesivo de los diferentes dispositivos eléctricos o electrónicos.

Potencia eléctrica

La potencia es la tensión que impulsa a moverse a los electrones por un conducto multiplicado por la intensidad de corriente eléctrica, que es la cantidad de electrones que se mueven en un circuito en el tiempo.

P = V · I

Definición

Potencia eléctricaEs la energía eléctrica consumida por un dispositivo conectado a un circuito eléctrico por unidad de tiempo o la que necesita cualquier aparato eléctrico para que pueda funcionar.

Pero, matemáticamente se puede calcular también mediante otras dos ecuaciones, relacionadas la tres por la Ley de Ohm:

P = I 2· R o P = V 2/R

Donde:

1 P = la potencia eléctrica expresada en vatios (W).

2 I = la intensidad de corriente eléctrica expresada en amperios (A).

3 R = la resistencia expresada en ohmios (W).

4 V = la tensión expresada en voltios (V).

El aparato que mide la potencia eléctrica es el vatímetro.

A partir de la potencia se puede calcular la energía eléctricaconsumida por un receptor o aparato eléctrico conectado a la instalación. Este cálculo es muy importante, ya que sobre él facturan el consumo eléctrico las compañías eléctricas. La ecuación que los relaciona es:

E = P · t

Donde:

1 E = la energía eléctrica consumida en julios (J).

2 P = la potencia eléctrica en vatios (W).

3 t = el tiempo en segundos (s).

El julio es la unidad de medida perteneciente al S.I. de medidas, pero al ser esta una unidad muy pequeña se suele utilizar para la potencia eléctrica el Kilovatio que son 1.000 vatios y el tiempo en horas, lo que da lugar a que la unidad de energía eléctrica consumida sea el kilovatio-hora (KWh).

El aparato de medida de la energía eléctrica es el contador, que funciona igual que un vatímetro.

Unidades de medida de magnitudes eléctricas. Diagramas unifilares

Es importante hacer un repaso de las unidades de medida de las magnitudes eléctricas estudiadas y saber cómo interpretar un diagrama unifilar de una instalación eléctrica.

Unidades de medida

Las unidades de medida de las magnitudes eléctricas que se han comentado a lo largo de este capítulo son los que aparecen en la siguiente tabla.

Diagramas unifilares