Leyes básicas de la ingeniería eléctrica PDF

Preview

Summary

Universidad Autónoma de Nuevo LeónFacultad de Ingeniería Mecánica y EléctricaResumen de las leyes básicas de la ingeniería eléctricaCircuitos eléctricosNombre: Gerardo Axel Badillo BenavidesMatricula: 1918352Ingeniero Mecánico AdministradorIng. AGUSTIN GUADIANA CORONADOGrupo: 025San Nicolás de los G...

Description

Un Univer iver iversida sida sidad d Au Autón tón tónom om omaa de N Nuev uev uevo o LLeón eón Fac Faculta ulta ultad d de IInge nge ngenierí nierí nieríaa M Mecán ecán ecánica ica y El Eléct éct éctrica rica

Resumen de las leyes básicas de la ingeniería eléctrica Circuitos eléctricos

Nombre: Gerardo Axel Badillo Benavides Matricula: 1918352 Ingeniero Mecánico Administrador

Ing. AGUSTIN GUADIANA CORONADO Grupo: 025

San Nicolás de los Garza, Nuevo León a 20 de Agosto del 2021

LAS LEYES BÁSICAS DE LA INGENIERÍA ELÉCTRICA La ingeniería eléctrica es el campo de la ingeniería que se ocupa del estudio y la aplicación de la electricidad, la electrónica y el electromagnetismo. Aplica conocimientos de ciencias como la física y las matemáticas para diseñar sistemas y equipos que permiten generar, transportar, distribuir y utilizar la energía eléctrica para un mayor beneficio. Según su origen etimológico proviene de la palabra “elektron” y se traduce como “ámbar” y el sufijo-iko que viene a significar “relativo a”.

OBJETIVO. El objetivo de este resumen es aprender sobre las leyes básicas de la ingeniería eléctrica, en la que todos los circuitos se rigen por unas reglas naturales a las que los hombres les hemos dado el rango de leyes. Estas leyes se basan en la llamada Ley de Ohm que es quien la descubrió, de esta Ley se derivan todas las demás y estas leyes son las que nos permiten conocer anticipadamente los resultados que se prevén dándolos por buenos, en otros casos se encargan de evitarnos largos procesos que no llevarían a ninguna parte, ya que con el cálculo desarrollado nos dicen la inviabilidad del proyecto.

LA LEY DE OHM La Ley de Ohm establece que la intensidad que circula por un conductor, circuito o resistencia, es inversamente proporcional a la resistencia (R) y directamente proporcional a la tensión (E). La ecuación matemática que describe esta relación es:

Donde, I es la corriente que pasa a través del objeto en amperios, V es la diferencia de potencial de las terminales del objeto en voltios, y R es la resistencia en ohmios (Ω). Específicamente, la ley de Ohm dice que la R en esta relación es constante, independientemente de la corriente. LA LEY DE COULOMB La ley de Coulomb dice que la intensidad de la fuerza electroestática entre dos cargas eléctricas es directamente proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que a ellas las separa. Charles Austin Coulomb en 1785 desarrollo un aparato que el llamo la barra de torsión , construidas con fibras que permitian un facil desplazamiento, en esta colocó esferas con diferentes cargas electricas.

Dichas mediciones permitieron determinar la ecuación de la ley de Coulomb:

F = es el vector Fuerza que sufren las cargas eléctricas. Puede ser de atracción o de repulsión, dependiendo del signo que aparezca (función de que las cargas sean positivas o negativas). q = son las cargas sometidas al experimento. Epsilon = permitividad. ud = vector director que une las cargas q1 y q2. d = distancia entre las cargas. LEYES DE KIRCHHOFF a) Ley de nodos o ley de corrientes. En todo nodo, donde la densidad de la carga no varíe en un instante de tiempo, la suma de corrientes entrantes es igual a la suma de corrientes salientes. Ficho de otra forma la suma de corrientes que entran a un nodo es igual a la suma de las corrientes que salen del nodo.

Suma de corrientes entrantes = Suma de las corrientes salientes I1 = I2 + I3 Un enunciado alternativo es, en todo nodo la suma algebraica de corrientes debe ser 0.

LEY DE MALLAS O LEY DE VOLTAJES En toda malla la suma de todas las caídas de tensión es igual a la suma de todas las subidas de tensión. Ficho de otra forma el voltaje aplicado a un circuito cerrado es igual a la suma de las caídas de voltaje en ese circuito.

Voltaje aplicado = Suma de caídas de voltaje V = V1 + V2 + V3 Un enunciado alternativo es, en toda malla la suma algebraica de las diferencias de potencial eléctrico debe ser 0.

LEY DE WATT La potencia eléctrica suministrada por un receptor es directamente proporcional a la tensión de la alimentación (V) del circuito y a la intensidad de corriente (I) que circule por él.

Donde: P= Potencia en watt V= Tensión en volt (V) I= Intensidad de corriente en ampere (A) Watt es la unidad de potencia del Sistema Internacional de Unidades, su símbolo es W. Es el equivalente a 1 julio por segundo (1 J/s). Expresado en unidades utilizadas en electricidad, el Watt es la potencia producida por una diferencia de potencial de 1 voltio y una corriente eléctrica de 1 amperio (1 VA). La potencia eléctrica de los aparatos eléctricos se expresa en Watt, si son de poca potencia, pero si son de mediana o gran potencia se expresa en kilovatios (kW).

LEY DE JOULE Cuando la corriente eléctrica circula por un conductor, encuentra una dificultad que depende de cada material y que es lo que llamamos resistencia eléctrica, esto produce unas pérdidas de tensión y potencia, que a su vez den lugar a un calentamiento del conductor, a este fenómeno se lo conoce como efecto Joule. En definitiva, el efecto Joule provoca una pérdida de energía eléctrica, la cual se transforma en calor, estas pérdidas se valoran mediante la siguiente expresión:

Donde: Pp = Potencia perdida en W R= Resistencia del conductor en Ω I= Intensidad de corriente en A La resistencia que presenta un conductor es:

Donde: ρ= Resistividad en ohm por metro (Ωm). L= Longitud en metros (m). A= Sección en metros cuadrados (m2). La sección transversal del conductor es:

Donde: d= diámetro del conductor El conductor típicamente usado es el cobre, cuya resistividad es de 1,710-8 (Ωm). Finalmente se calcula la energía perdida en calor como sigue:

Donde: Q= Energía calórica en calorías t= tiempo en segundo (s) Este efecto es aprovechado en aparatos caloríficos, donde estas pérdidas se transforman en energía calorífica, que se expresa por la letra Q, y se mide en calorías.

CONCLUSIÓN. En nuestra vida cotidiana, ocupamos diversos aparatos eléctricos tal como la plancha, el televisor, la radio, etc., pero quizás no sabemos cómo están armados o cómo funcionan, y menos como pasa la corriente eléctrica y de qué forma hace funcionar dichos aparatos. Las leyes de la ingeniería eléctrica son bastante importantes hoy en día pues gracias a ellas es que esto es posible, desde hacer arreglos en algún aparato, también a montar o quitar algún elemento necesario o no necesario respectivamente.

BIBLIOGRAFÍA J. (2015, 28 abril). PRINCIPALES LEYES ELECTRICAS. conbotassucias. https://conbotassucias.wordpress.com/2011/08/25/ley-de-ohm/

García, V. (2010, 6 noviembre). Leyes de la electrónica – Electrónica Práctica Aplicada. https://www.diarioelectronicohoy.com/blog/leyes-de-la-electronica...