De Manuais Referencia Departamento Informatica
A xente que traballa en informática, moitas veces, atópase que precisa ter coñecementos de Electricidade e Electrónica para comprender características de certos compoñentes, poder abordar certas reparacións,...
Contenido |
Circuíto eléctrico
Conxunto de elementos necesarios para a transmisión e control da enerxía eléctrica dende o xerador ata o lugar onde se atopa o receptor.
Circuíto cerrado
Existe continuidade ao longo de todo o percorrido, dende o terminal de saída do xerador ata o punto de regreso do mesmo. Neste caso hai circulación de corrente (transmisión de enerxía) e conversión de enerxía.
Circuíto aberto
Existe algunha discontinuidade en algún punto do circuíto. Non hai transmisión de enerxía.
Magnitudes fundamentais
Intensidade de corrente
Cantidade de electróns que circulan por un elemento eléctrico na unidade de tempo.
A unidade de intensidade de corrente eléctrica é o amperio (A). Como é unha unidade relativamente grande, utilízanse os submúltiplos:
- 1 mA = 10-3 A, 1 μA = 10-6 A, 1 nA = 10-9 A
O aparato eléctrico que mide a intensidade de corrente é o amperímetro.
Resistencia eléctrica
Oposición que ofrece un corpo a ser atravesado pola corrente eléctrica.
A resistencia dun condutor exprésase:
- ρ = Resistividade do material (Ω·mm² / m)
- l = lonxitude do condutor (m)
- S = sección do condutor (mm²)
A resistencia eléctrica mídese en ohmios (Ω ). Con frecuencia utilízanse os múltiplos :
- 1 MΩ = 106 Ω,1 kΩ =103 Ω
O aparato eléctrico que mide resistencia eléctrica é o óhmetro.
Os materiais, segundo a resistencia que ofrecen ao paso da corrente, clasifícanse en illantes, semicondutores, condutores e supercondutores.
Tensión ou diferencia de potencial
Representa a enerxía que teñen os electróns. A tensión sempre se mide con relación a outro punto do circuíto.
A tensión mídese en voltios (V), utilízanse os múltiplos e submúltiplos:
- 1 kV = 103 V, 1 mV = 10-3 V,1 μV = 10-6 V.
O instrumento de medida de tensión denomínase voltímetro.
- Nota: Xenericamente coñécese como corrente continua (cc) a que, ademais de circular no mesmo sentido, mantén o mesmo valor.
- Lei de OHM
- A lei de Ohm relaciona as tres magnitudes fundamentais da electricidade.
- V = I * R
Potencia eléctrica
Potencia é a rapidez coa que se executa un traballo.
A unidade de potencia eléctrica é o vatio (W).
- W = V * I
Utilízanse os múltiplos e submúltiplos:
- 1 MW = 106 W,1 kW= 103 W,1 mW= 10-3 W
O aparato de medida de potencia eléctrica é o vatímetro.
Enerxía eléctrica
A enerxía total consumida por un receptor eléctrico é:
- E = P · t
As unidades:
- Julio = Watio * Segundo
As compañías eléctricas facturan o recibo mensual polo consumo total da enerxía, tomando como unidade o kW·h.
Elementos dun circuíto eléctrico
Xerador
O Xerador é o encargado de producir a electricidade, xerando entre os seus polos unha diferencia de potencial ou tensión.
Aproveitando fenómenos físicos, pódese producir electricidade, e polo tanto construír os diferentes tipos de xeradores:
- - Reacción química: Pilas e acumuladores
- - Presión (piezoelectricidade): Cristais de cuarzo
- - Acción da luz: Células fotovoltaicas
- - Calor: Termopar
- - Acción magnética: Alternadores, dinamos
Resistencia interna do xerador: Todos os xeradores de CC (baterías, acumuladores, pilas, dinamos, etc.) posúen unha certa resistencia interna ri. No caso de pilas e acumuladores esta resistencia corresponde ás do electrólito e no caso das dinamos e alternadores aos contactos eléctricos con que se constrúen.
Se se fai a medida de tensión en baleiro (sen elemento receptor), a tensión medida (V) coincide có valor da f.e.m. do xerador (E):
- V = E
Mentres que si o xerador está conectado a un receptor: V = E -ri·I
A potencia que cede o xerador ao circuíto será a suma da potencia que se perde na resistencia interna mais a que se disipa na carga.
- Pt = Pp + PuPt = E·IPp = ri·I2Pu = R·I2
O rendemento do xerador é tanto maior canto mais pequena é a súa resistencia interna.
Receptor
Receptor eléctrico é calquera elemento situado no circuíto para transformar enerxía eléctrica noutro tipo de enerxía (calorífica, mecánica, química, etc.).
Elementos de control
Os elementos de control permiten a apertura ou peche do circuíto eléctrico á nosa voluntade.
- Interruptores:
- Son elementos de corte da corrente eléctrica que se instalan de forma diferente dependendo do tipo que se trate.
- a) Unipolares
- b) Bipolares
- c) Conmutadores
- Son elementos de corte da corrente eléctrica que se instalan de forma diferente dependendo do tipo que se trate.
- Relé:
- É un interruptor ou conmutador electromagnético. Elemento que abre ou pecha os contactos segundo pase ou non corrente pola bobina do electroimán.
Elementos de protección
Os circuítos eléctricos deben protexerse contra sobre intensidades, que poden deteriorar, accidentalmente, algún elemento do circuíto. Para iso empréganse fusibles.
Os fusibles están formados por fíos condutores, cuxa resistencia é maior que o resto dos condutores do circuíto, pero que ten un punto de fusión baixo. Cando a intensidade do circuíto excede un valor determinado comeza a quentarse, podendo quentarse, e así poder chegar a fundirse, có que se abriría o circuíto.
- O calor xerado o da a lei de Joule:
- Q = 0,24·I2·R·t (Medido en Calorías)
- O calor xerado o da a lei de Joule:
- Actualmente estanse empregando con moita frecuencia, en pequenos electrodomésticos, os fusibles de láminas bimetálicas, que debido ao calor producido como consecuencia dunha sobre intensidade de corrente, dilátanse abrindo o circuíto eléctrico. Unha vez que se arrefrían volven á súa posición inicial.
Condensadores
Un condensador é un dispositivo eléctrico que consiste en dúas placas metálicas separadas por un material illante chamado dieléctrico. A intensidade que circula ao través del é proporcional á variación da tensión respecto ao tempo.
Denomínase capacidade dun condensador á propiedade que posúe de almacenar maior ou carga eléctrica. A cantidade que pode almacenar, depende fundamentalmente, da tensión aplicada entre as súas armaduras e das súas características construtivas.
A unidade de capacidade é o faradio (F). Como é unha unidade moi elevada empréganse submúltiplos:
- microfaradio ( μF) = 10-6 Faradios
- nanofaradio (nF) = 10-9 Faradios
- picofaradio (pF) = 10-12 Faradios
Para conseguir condensadores de grande capacidade hai que facelos moi "grandes", aínda que se queremos aumentar a capacidade tamén podemos cambiar o dieléctrico, conseguirase empregando un dieléctrico especial "electrolítico".
Hai que ter en conta que os condensadores electrolíticos, como os da imaxe, teñen polaridade (ánodo e cátodo). Polo que, se os poñemos ao revés nos arriscamos a que o condensador literalmente "estale".
Bobinas
As bobinas ou inductancias son elementos pasivos formados por un "rolo" de fío condutor bobinado normalmente sobre un núcleo dunha sustancia ferromagnética.
Unha inductancia é un dispositivo eléctrico que xera un fluxo magnético cando se fai circular por ela unha corrente eléctrica.
De forma análoga aos condensadores que almacenan enerxía en forma de campo eléctrico, as inductancias acumulan enerxía en forma de campo magnético.
A inductancia caracterízase polo coeficiente de autoinducción (L) e a súa unidad é o henrio (H).
- N= Nº de espiras
- φ= Fluxo magnético
- I = Intensidade
Cando se pecha o interruptor, a autoindución compórtase como un xerador cuxa f.e.m. oponse á corrente que circula polo circuíto. Como consecuencia da f.c.e.m. a intensidade de corrente no instante de pecharse o interruptor é cero, e transcorrido un tempo alcanzará o valor permanente.
