CÁLCULOS ELÉCTRICOS

CONCEPTOS BÁSICOS DE CÁLCULOS ELÉCTRICOS 

DIFERENCIA DE POTENCIAL (d.d.p.): Es la diferencia de potencial eléctrico entre dos cuerpos. También se le llama TENSIÓN o VOLTAJE.

Su unidad es el VOLTIO (V).

RESISTENCIA ELÉCTRICA: Es la oposición que ofrece un cuerpo al paso de la corriente eléctrica. Se representa por la letra (R) y su unidad es el OHMIO (Ω).

 

Medidor digital de resistencia

Probador de resistencia PM2302 se puede utilizar para medir el máximo, mínimo o promedio de medición relativa; indicación de batería baja y 2 polos y 3 polos. Tiene función de apagado automático que conserva la vida de la batería y aumenta la vida útil de su multímetro. El probador de aislamiento puede almacenar 100 grupos de resultados de prueba, que no se perderán incluso en caso de cortes de potencia. Este probador de resistencia digital está equipado con gran LCD digital y retroiluminación que permiten a los usuarios leer la información en LCD fácilmente. Además, es la herramienta ideal para inspección eléctrica y reparación. Especificaciones: Rango de resistencia: 0 Ω ~ 29,99Ω ± (2% + 6 dgt) 0,01Ω 30Ω ~ 99,99 Ω±Â (3%+3dgt) 0.1Ω 100Ω~999Ω±(3%+3dgt) 1Ω1.00kΩ~4.00kΩ±(3%+3dgt) 10Ω tierra Voltaje 0 V ~ 200 V (50 ~ 60 Hz) ± (1% + 5 dgt) 0,1 V fuente de alimentación general 6 x 1,5 V pilas AA

+9

 

 

LEY DE OHM
        Intensidad es igual a la tensión partida por la resistencia.

Donde: I es la intensidad en amperios (A)

V es la tensión en voltios (V)

R es la resistencia en ohmios (Ω)

 

 

CÁLCULO DE LA POTENCIA
        Las tres formulas básicas, para calcular la potencia de una resistencia.

Donde: P es la potencia en vatios (W)

V es la tensión en voltios (V)

I es la intensidad en amperios (A)

R es la resistencia en ohmios (Ω)

 

 

RESISTENCIA  DE UN CONDUCTOR
      La  resistencia de un conductor es igual a la longitud partida por la sección

Por su resistividad.

Donde: R es la resistencia en ohmios (Ω)

ρ es la resistividad del material (Ω×mm2/m)

L es la longitud del conductor en metros (m)

S es la sección del conductor en milímetros cuadrados (mm2)

 

 

RESISTIVIDAD DE LOS MATERIALES (ρ)
Aluminio 0.028 Ω × mm2/m
Cobre 0.0172 Ω × mm2/m
Carbón 35 Ω × mm2/m
Constantan 0.5 Ω × mm2/m
Hierro 0.1 Ω × mm2/m
Latón 0.07 Ω × mm2/m
Manganina 0.46 Ω × mm2/m
Mercurio 0.94 Ω × mm2/m
Nicrom 1.12 Ω × mm2/m
Plata 0.016 Ω × mm2/m
Plomo 0.21 Ω × mm2/m
Wolframio 0.053 Ω × mm2/m
Cinc 0.057 Ω × mm2/m
Niquelina 0.44 Ω × mm2/m
Platino 0.109 Ω × mm2/m
Estaño 0.13 Ω × mm2/m
Maillechort 0.4 Ω × mm2/m
Niquel 0.123 Ω × mm2/m
Oro 0.022 Ω × mm2/m
Cadmio 0.1 Ω × mm2/m
Magnesio 0.043 Ω × mm2/m
Ferroniquel 0.086 Ω × mm2/m
Ambar 5 × 1020 Ω × mm2/m
Azufre 1021 Ω × mm2/m
Baquelita 2 × 1011 – 2 × 1020 Ω × mm2/m
Cuarzo 75 × 1022 Ω × mm2/m
Ebonita 1019 – 1025 Ω × mm2/m
Madera 1014 – 1017 Ω × mm2/m
Mica 1017 – 1021 Ω × mm2/m
Vidrio 1016 – 1020 Ω × mm2/m

 

 

CONDUCTANCIA  DE UN CONDUCTOR
        Mide la facilidad que un conductor, de determinado material, ofrece al paso de la corriente. Es la inversa de la resistencia.

g = 1/ ρ (conductividad es la inversa de la resistividad)

 

 

VARIACIÓN DE LA RESISTENCIA CON LA TEMPERATURA
  Siendo R0 la resistencia a 0º C y R la resistencia a tº C

α= coeficiente de temperatura del conductor ºC-1

COEFICIENTES DE TEMPERATURA (ºC-1)
Aluminio 0.0039
Cobre 0.00393
Carbón 0.0005
Constantan 0.000002
Hierro 0.005
Latón 0.002
Manganina 0
Mercurio 0.00088
Nicrom 0.0003
Plata 0.0038
Plomo 0.0043
Wolframio 0.0045
Niquelina 0.0002
Maillechort 0.0036
Oro 0.00367
Níquel 0.00618

 

 

LEY DE JOULE
Q = I2× R × t Determina el calor disipado en una resistencia R, por la que pasa una intensidad I al cabo de un tiempo t.

 

Q en julios

I en amperios

R en ohmios

t en segundos

 

 

CÁLCULO DE LA RESISTENCIA EQUIVALENTE DE RESISTENCIAS EN SERIE
La resistencia total, se calcula a partir de la suma de las resistencias parciales.

Rt = R1 + R2 + … + Rn

 

 

CÁLCULO DE LA RESISTENCIA EQUIVALENTE DE RESISTENCIAS EN PARALELO
          El inverso de la resistencia total, se calcula a partir de la suma de las inversas de las resistencias parciales.

1÷Rt = 1÷R1 + 1÷R2 + … + 1÷Rn

 

 

LEY DE COULOMB

    Expresa la fuerza desarrollada entre dos cargas eléctricas: Q1 y Q2 separadas una distancia d.

Donde ε es la permitividad del médio. En el vacío ε0=8.85•10-12 C2 /N•m2 (εr•ε0);εr=permitividad relativa(ver tabla)

F se mide en newtons, con Qy Q2 en culombios y d en metros.

Las cargas pueden ser positivas o negativas: cargas del mismo signo se repelen; cargas de signos contrarios se atraen.

 

 

 

PERMITIVIDAD RELATIVA DE DIVERSOS MEDIOS
Vacio 1
Azufre 4
Ebonita 2.5 a 3.5
Hielo (a -5oC) 2.9
Resina 2.5
Papel de abeto 2.7
Papel de seda 2
Papel parafinado 3.6
Papel seco 3.5
Cera 1.85
Caucho duro 2.8
Caucho vulcanizado 2.7 a 2.95
Mica 3 a 8
Vidrio fino 7
Vidrio ordinario 7 a 9
Cristal común 4.2
Cuarzo 4.5
Agua 81
Nylon 1.6
Polietileno 2.5
Baquelita 5.8
Parafina 1.9 a 2.3
Alcohol etílico (0oC) 28.4
Alcohol etílico (-120oC) 54.6
Alcohol etílico (congelado) 2.7
Benceno 2.3
Glicerina 56
Petróleo 2
Alquitrán 1.8
Cerámica 5.5
Madera 2.5 a 8
Mármol 8
Celuloide 4
Anhídrido carbónico 1.000985
Vapor de agua  (4 atm) 1.00705
Aire 1.00059

 

 

CAPACIDAD DE UN CONDENSADOR
          Es el cociente entre la carga de sus placas (Q) y la diferencia de potencial existente entre ellas (U). Q

C se mide en faradios, Q en culombios y U en voltios.

 

Medidor Capacitancia

 

Características: Mayor valor de visualización: 1999 (3 1/2). Precisión: 200pF / 2000pF / 20nF / 200 nF / 2uF / 20UF / 200uF ± 0,5%; 2000uF ± 2,0%; 20mF ± 4,0% Lectura: 2-3 lecturas / seg. Puesta a cero: hay una perilla de puesta a cero en la parte delantera, fácil de operar. Temperatura para una medición precisa: 25 ℃ ± 5 ℃ Rango de temperatura: temperatura de trabajo: 0 ℃ a 40 ℃ Temperatura de almacenamiento: -10 ℃ a 50 ℃

 

 

 

CAPACIDAD DE UN CONDENSADOR PLANO
          Si cada placa tiene una superficie S y la distancia entre ambas placas es d, existiendo un aislante interpuesto entre ellas, la capacidad es:

ε =permitividad del medio (ε 0– ε r en tabla anterior) C se mide en faradios, S en m2 y d en m.

 

 

CAPACIDAD EQUIVALENTE DE VARIOS CONDENSADORES EN SERIE

                                 

 

 

CAPACIDAD EQUIVALENTE DE VARIOS CONDENSADORES EN PARALELO
                                   

 

 

ENERGÍA ALMACENADA EN UN CONDENSADOR
Representa el trabajo necesario para establecer una carga (Q) en un condensador de capacidad (C), creándose entre sus placas una diferen­cia de potencial (U).

W = energía

 

 

INTENSIDAD DE CAMPO MAGNÉTICO
La intensidad de campo magnético en un punto viene medida por la fuerza que se ejerce sobre la unidad de masa magnética positiva situada en ese punto. Se representa con la letra H y se mide en Amperios – vuelta por metro.

 

Medidor de campo magnético

Dentro del rango de medición de frecuencia, también se puede utilizar para medir las emisiones de la alarma inalámbrica unidad de control del sistema. Una herramienta con dos usos, puede probar simultáneamente el campo eléctrico y la radiación del campo magnético. Bloqueo de datos, bloqueo del valor de radiación. Especificaciones: Modelo: MT525. Color: negro. Potencia: 3 pilas AAA de 1,5 V (no incluidas). Precisión: Campo eléctrico: 1 V / m; Campo magnético: 0,01?T Rango: campo eléctrico: 1-1999 V/m; campo magnético: 0,01?T -19,99?T Pantalla de lectura: LCD de 3-1/2 dígitos Valor umbral de alarma: campo eléctrico: 40 V / m; Campo magnético: 0,4 ?T. Ancho de banda de prueba: 5Hz-3500MHz Tiempo de muestreo: aproximadamente 0,4 segundos. Modo de prueba: prueba síncrono bimetálico. Temperatura de funcionamiento: 0 ~ 50 ? / 30 ? ~ 122? Humedad de funcionamiento: humedad relativa <80%.

 

 

FLUJO MAGNÉTICO
El flujo magnético (Φ) a través de una superficie es el número total de líneas de fuerza que la atraviesan. Φ se mide en weber.

 

 

INDUCCIÓN MAGNÉTICA
        Es la densidad de flujo, es decir, es el fjujo por unidad de superficie.

Se mide en Teslas (T) cuando el flujo se expresa en webers y la sección en m2

 

 

COEFICIENTE DE AUTOINDUCCIÓN DE BOBINAS CONECTADAS EN SERIE

LT = L1 + L2 + L3 + ···   · + Ln

 

 

COEFICIENTE DE AUTOINDUCCIÓN DE BOBINAS CONECTADAS EN PARALELO
                                               

 

 

PERMEABILIDAD MAGNÉTICA
          µno es constante para un determinado material, sino que varía con

la inducción (curvas de Pistoye).

En el vacío: µ 0 = 4π • 107 henrios/m.

La permeabilidad relativa de un material es µr = µ/ µ0

 

 

INTENSIDAD DE CORRIENTE ELÉCTRICA
        Es la cantidad de carga eléctrica (Q) que atraviesa la sección trans­versal de un conductor en la unidad de tiempo.

 

I se mide en amperios, Q en culombios y t en segundos.

 

 

DENSIDAD DE CORRIENTE
          Es la intensidad de corriente por unidad de sección (A/m2)

 

 

COEFICIENTE DE AUTOINDUCCIÓN DE UNA BOBINA
Para una bobina de N espiras, arrollada sobre un núcleo de permeabili­dad relativa µr, sección S y longitud I, su coeficiente de autoinducción vale:

 

 

L se mide en henrios, S en m2 y I en m

 

TIPOS DE CORRIENTE:

Corriente continua (C.C.): Se caracteriza porque los electrones siempre se mueven

 en el mismo sentido por el conductor con una intensidad constante.

Corriente alterna (C.A.): Se caracteriza porque los electrones se mueven por el

conductor en un sentido y en otro, y además, el valor de la corriente eléctrica es

variable.

Pinza Amperimetrica

 

Corriente CA Rango 400,0 A / Precisión 2 % ± 5 dígitos (45 Hz a 65 Hz) 2,5 % ± 5 dígitos (65 Hz a 400 Hz). Tensión de CA Rango 600,0 V / Precisión 1,5 % ± 5 dígitos. Tensión de CC Rango 600,0 V / Precisión 1,0 % ± 5 dígitos. Resistencia Rango 400,0 Ω/4000 Ω / Precisión 1 % ± 5 dígitos. Continuidad ≤ 70 Ω.

 

 

SENTIDO CONVENCIONAL DE LA CORRIENTE: El sentido convencional

de la intensidad de corriente es de positivo a negativo.

SENTIDO REAL DE LA CORRIENTE: El sentido real de la intensidad de

corriente es de negativo a positivo.

 

 

 Parte 1

 

AUTOMATIZACIÓN     PLC      TIA PORTAL    SYSMAC STUDIO   PYTHON   ATEX / EX    AGV   ROBOTIC

Evitar explosiones eficazmente: introducción a la protección ATEX

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