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TEMA 1 ................................................................................................................ 9
CONCEPTOS BÁSICOS DE ELECTRICIDAD .............................................. 9
TEMA 1.- CONCEPTOS BÁSICOS DE ELECTRICIDAD ............................. 11
1.1.- Introducción ............................................................................................ 11
1.2.- Naturaleza de la electricidad .................................................................. 12
1.3.- Materiales conductores y aislantes ......................................................... 15
1.4.- Producción de electricidad ..................................................................... 16
1.4.1.- Producción de electricidad por frotamiento .................................... 17
1.4.2.- Producción de electricidad por presión ........................................... 18
1.4.3.- Producción de electricidad por acción química. .............................. 18
1.4.4.- Producción de electricidad por acción magnética. .......................... 19
1.4.5.- Producción de electricidad por acción de la luz. ............................. 19
1.4.6.- Producción de electricidad por acción del calor. ............................. 20
1.5.- Electrostática .......................................................................................... 20
1.5.1.- Electricidad estática e inducción electrostática ............................... 20
1.5.2.- Propiedades de las partículas elementales. Carga eléctrica ............. 21
1.5.3.- Ley de Coulomb .............................................................................. 21
1.5.4.- Campo eléctrico ............................................................................... 23
1.5.5.- Potencial eléctrico ........................................................................... 25
1.5.5.- Diferencia de potencial .................................................................... 26
1.6.- Electrocinética ........................................................................................ 28
1.6.1.- Elementos de un circuito eléctrico .................................................. 28
1.6.2.- Generador de tensión. Fuerza electromotriz. ................................... 31
1.6.3.- Corriente eléctrica ........................................................................... 33
1.6.3.1.- Clasificación de la corriente ......................................................... 34
1.6.3.2.- Intensidad de corriente ................................................................. 35
1.6.3.3.- Densidad de corriente ................................................................... 36
1.6.4.- Resistencia eléctrica ........................................................................ 37
1.6.4.1.- Resistencia de un conductor ......................................................... 37
1.6.4.2.- Resistividad .................................................................................. 38
1.6.4.3.- Conductancia ................................................................................ 38
1.6.4.4.- Conductividad .............................................................................. 39
1.6.4.5.- Influencia de la temperatura ......................................................... 39
1.6.4.6.- Resistor. ........................................................................................ 42
1.6.5.- Analogía hidráulica ......................................................................... 43
1.6.6.- Trabajo y potencia eléctrica. Ley de Joule ...................................... 45
1.6.6.1.- Energía eléctrica ........................................................................... 45
1.6.6.1.- Trabajo eléctrico ........................................................................... 46
1.6.6.2.- Potencia eléctrica .......................................................................... 47
1.6.6.3.- Ley de Joule .................................................................................. 48
TEMA 2 .............................................................................................................. 53
CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA ................................................ 53
TEMA 2.- CIRCUITOS EN CORRIENTE CONTINUA .................................. 55
2.1.-Introducción y objetivos .......................................................................... 55
2.2.-Ley de Ohm. ............................................................................................ 55
2.3.- Agrupación de resistencias ..................................................................... 56
2.3.1.- Agrupación serie .............................................................................. 56
2.3.1.1.- Divisor de tensión ......................................................................... 61
2.3.2.- Agrupación paralelo ........................................................................ 62
2.3.3.- Agrupación mixta ............................................................................ 67
2.4.- Generador de corriente continua ............................................................ 71
2.4.1.- Definición ........................................................................................ 71
2.4.2.- Simbología ....................................................................................... 71
2.4.3.- Características ................................................................................. 71
2.4.4.- Tensión en bornes ............................................................................ 72
2.4.5.- Potencia de un generador ................................................................ 73
2.4.6.-Rendimiento de un generador ........................................................... 74
2.4.7.- Acoplamiento de generadores en serie ............................................ 75
2.4.8.- Acoplamiento de generadores en paralelo ....................................... 76
2.4.9.- Acoplamiento mixto de generadores ............................................... 77
2.5.- Receptor eléctrico ................................................................................... 79
2.5.1.- Definición ........................................................................................ 79
2.5.2.- Simbología ....................................................................................... 79
2.5.3.-Características .................................................................................. 80
2.5.4.-Tensión en bornes. ............................................................................ 80
2.5.5.-Potencia de un receptor eléctrico. ..................................................... 80
2.6.- Circuito eléctrico .................................................................................... 81
TEMA 3 .............................................................................................................. 83
ANÁLISIS DE CIRCUITOS ............................................................................ 83
TEMA 3.- ANÁLISIS DE CIRCUITOS ............................................................ 85
3.1.- Introducción y objetivos ......................................................................... 85
3.1.- Ecuaciones de Kennelly ......................................................................... 85
3.1.1.- Transformación de una conexión en triángulo (o pi) en su estrella
equivalente (o T) ..................................................................................................... 86
3.1.2.- Transformación de una conexión en estrella (o T) en su triángulo
equivalente (o pi) .................................................................................................... 88
3.2.- Leyes de Kirchhoff ................................................................................. 94
3.2.1.- Primera ley de Kirchhoff ................................................................. 94
3.2.2.- Segunda ley de Kirchhoff ................................................................ 95
3.2.3.- Resolución de circuitos con las leyes de Kirchhoff ........................ 96
3.3.- Puente de Wheatsthone ........................................................................ 104
3.4. Métodos de análisis. ............................................................................... 106
3.4.1.- Simplificaciones. ........................................................................... 107
3.4.1.1.- Conversión de fuentes. ............................................................... 107
3.4.1.2.- Modificación de la geometría de un circuito. ............................. 108
3.5.- Método de las corrientes de malla ........................................................ 109
3.6.- Método de los nudos. ............................................................................ 113
3.6.1.- Ecuaciones matriciales de nudos -forma directa- ......................... 115
3.6.- Teorema de Thevenin. .......................................................................... 116
3.6.1.- Ejemplo del Teorema de Thevenin ............................................... 118
3.7.- Teorema de Norton ............................................................................... 121
3.8.- Principio de superposición ................................................................... 123
TEMA 4 ............................................................................................................ 131
MAGNETISMO Y ELECTROMAGNETISMO .......................................... 131
Tema 4. ............................................................................................................. 133
MAGNETISMO Y ELECTROMAGNETISMO ............................................. 133
4.1.- Introducción .......................................................................................... 133
4.2.- Magnetismo .......................................................................................... 134
4.2.1.- Características elementales de los imanes ..................................... 135
4.2.2.- Relación entre los fenómenos eléctricos y magnéticos. ................ 135
4.3.- Campos magnéticos. ............................................................................. 136
4.3.1.- Definición. ..................................................................................... 136
4.3.2.- Líneas de campo magnético. ......................................................... 137
4.3.3.- Unidades. ....................................................................................... 138
4.4.- Flujo magnético. ................................................................................... 139
4.5.- Fuerza sobre una carga en movimiento. Ley de Lorentz. .................... 140
4.5.1.- Movimiento de cargas en campos magnéticos constante. ............. 141
4.5.2.- Movimiento helicoidal. ................................................................. 143
4.5.3.- Fuerza sobre un elemento de corriente, segunda ley de Laplace. . 144
4.5.3.1.- Fuerza sobre un elemento de corriente. ...................................... 144
4.5.3.2.- Fuerza sobre un conductor filiforme. ......................................... 144
4.5.4.- Fuerza y momento sobre una espira. ............................................. 145
4.6 Campos magnéticos creados por cargas. ................................................ 148
4.7.- Fuerza entre corrientes. Definición de amperio. .................................. 150
4.8.- Ley de Ampère. .................................................................................... 151
4.9.- Principios básicos de aplicación. .......................................................... 152
4.10.- Propiedades magnéticas de la materia. ............................................... 154
4.11.- Leyes de los circuitos magnéticos. Analogía con circuitos eléctricos.156
4.11.1.- Fuentes de excitación magnética. ................................................ 158
4.11.2.- Analogía con el circuito eléctrico. ............................................... 159
4.11.3.- Diferencias entre los circuitos eléctricos y magnéticos. .............. 160
4.11.4.- Análisis de circuitos magnéticos. ................................................ 161
4.12.- Comportamiento magnético de los materiales ferromagnéticos. ....... 167
4.12.1.- Curva de histéresis. ...................................................................... 169
4.12.1.1.- Clasificación de los materiales. ................................................ 172
4.13.- Pérdidas de energía en un núcleo ferromagnético. ............................. 172
TEMA 5 ............................................................................................................ 177
CAPACIDAD E INDUCTANCIA. .............................................................. 177
COMPORTAMIENTO EN C.C. ................................................................... 177
Tema 5. ............................................................................................................. 179
CAPACIDAD E INDUCTANCIA. COMPORTAMIENTO EN CC. ............. 179
5.1.- Introducción .......................................................................................... 179
5.2.- Condensadores ...................................................................................... 179
5.2.1.- Fundamento de la acción de un condensador. ............................... 180
5.2.2.- Capacidad de un condensador. ...................................................... 181
5.2.3.- Valor de la capacidad. ................................................................... 181
5.2.4.- Magnitudes características de los condensadores. ........................ 182
5.2.4.1.- Tensión de trabajo de un condensador ....................................... 183
5.2.4.2.- Tensión máxima de un condensador .......................................... 183
5.2.4.3- Tolerancia de un condensador ..................................................... 184
5.4.5-Agrupación de condensadores ......................................................... 184
5.2.5.1- Agrupación de condensadores en serie ....................................... 184
5.2.5.2- Agrupación de condensadores en paralelo .................................. 185
5.2.6.- Comportamiento de condensadores. .............................................. 187
5.2.6.1- Carga de un condensador a través de una resistencia .................. 187
5.2.6.2.- Descarga de un condensador a través de una resistencia ........... 189
5.2.6.3.- Constante de tiempo ................................................................... 190
5.2.6.4.- Energía almacenada por un condensador ................................... 190
5.3.-Inductancias ........................................................................................... 190
5.3.1.- Agrupación de inductancias .......................................................... 191
5.3.1.1.- Inductancias en serie .................................................................. 191
5.3.1.2.- Inductancias en paralelo ............................................................. 192
5.3.2.- Comportamiento de una bobina. ................................................... 192
5.3.2.1.- Corriente por un circuito con autoinducción y resistencia ......... 193
5.3.2.2.- Constante de tiempo ................................................................... 195
5.3.2.3.- Energía almacenada en una inductancia ..................................... 195
6.- Bibliografía .............................................................................................. 197