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Artículo publicado por: Andrés Imlauer
Artículo publicado el: 16 Julio 2024
Aquí te destaco los puntos más importantes de la
clase del Profesor Marcelo Barrios, organizados y claros:
⚡ Conceptos básicos
- Potencia (Watt o vatio) = Voltios × Amperios.
- Voltios = Tensión (energía).
- Amper = Intensidad de corriente (flujo de
electrones).
- Fuente → Carga (principio básico de un
circuito).
🔌 Corriente alterna (VAC) vs continua (VDC)
- VDC: tiene polaridad fija (+ y -).
- VAC: no hay positivo ni negativo; cambia de
polaridad en cada ciclo (medio ciclo positivo y otro negativo).
- En VAC no se puede hablar de positivo y
negativo.
- Fase = línea o vivo, el neutro no da
descarga, la fase sí.
🔋 Transformador
- Se representa con placas en forma de E e I, con una
bobina en medio.
🌌 Concepto físico
- Amper: partículas (electrones).
- Voltaje: campo de energía.
- Mejor conductor = más electrones libres en sus átomos.
📈 Valores de la tensión alterna
- Valor pico/cresta ≈ 311 V para una red de 220
V.
- Los cálculos se hacen con valor eficaz (RMS = 220 V), no con
el pico.
- Los capacitores se cargan al valor pico.
- Cuando sentimos una descarga, es porque nos afecta el valor de pico
(~300 V).
⚙️ Relación tensión–corriente–potencia
- La tensión y la intensidad deben estar en fase para
que haya potencia real.
- Mientras no haya trabajo, no circula
intensidad.
- El amperaje es resultado de la potencia y el voltaje: I = W/V.
Ejemplo: I = 2500/220 = 11,36 A
- El voltaje es constante, el amper depende de la potencia.
⚡ Fuera de ciclo (desfasaje)
Estar fuera de ciclo = que la corriente y la tensión no
están en fase (onda seno desfasada).
Ocurre principalmente en motores eléctricos
(bobinas de arranque y trabajo).
Ejemplo: aire acondicionado → usa bobinas en paralelo → provoca
desfasaje.
El factor de potencia (cos φ) mide ese
desfasaje:
- 1 =1 (sin desfasaje, potencia activa = potencia consumida).
- 1=0,65 (desfasaje, menor eficiencia).
El desfasaje se corrige con
capacitores.
🔋 Baterías y pilas
- Una batería de auto tiene 6 vasos → cada uno genera
su voltaje.
- Bornes = polos (positivo y negativo).
- Serie: se suman los voltajes (ej. 3 pilas de 1,5 V
= 4,5 V).
- Paralelo: se mantiene el voltaje, pero aumenta la
capacidad de corriente.
- Al conectar/desconectar baterías, siempre primero el negativo
(seguridad).
- Motores de corriente continua → al invertir polaridad, cambia el
sentido de giro.
💡 Circuito eléctrico básico
- Voltaje = campo de fuerza que impulsa electrones.
- Intensidad = flujo de electrones (partículas).
- Circuito abierto → no hay corriente.
- Circuito cerrado → circula corriente, se produce trabajo
eléctrico.
📏 Medición con tester
- Se selecciona la escala adecuada (ej: 20 V CC).
- Negro en común, rojo en voltaje/resistencia.
- Si se invierte polaridad, solo aparece el voltaje en negativo (ej:
-12 V).
🔢 Amperaje y electrones
1 A = paso de aprox. 4,73 × 10¹⁸ electrones por
segundo.
Cables deben dimensionarse según amperaje → si circula más
corriente de la soportada, se calientan por fricción de
electrones.
Ejemplo práctico:
- Zapatilla → soporta 10 A por toma.
- Cable muy fino → mayor calentamiento.
- Cables gruesos → menor resistencia, menos calor.
💡 Aplicaciones prácticas
- Una lámpara de 45 W 220 V no funciona en un auto (12 V).
- Una lámpara de bajo voltaje conectada a 220 V
explota.
- Voltaje “empuja” a los electrones → cuanto mayor el voltaje, mayor
velocidad de movimiento.
📌 Resumen clave en una frase: La eficiencia
eléctrica depende de mantener tensión e intensidad en fase, usar
capacitores para corregir desfasajes, dimensionar bien cables según
amperaje, y entender la diferencia entre conexiones en serie/paralelo en
baterías y cargas.
¿Querés que te arme esto en un esquema visual tipo mapa
conceptual para que te sea más fácil repasarlo antes del
examen?
Buenísimo, te armo un resumen con los puntos más importantes
de la clase sobre cómo se carga la batería de un auto:
⚡ Carga de la batería del auto
Se carga a través de un alternador (generador de
corriente alterna).
En algunas motos todavía se usa dínamo.
La batería es corriente continua (CC), por
eso:
- La corriente alterna debe convertirse a continua mediante
rectificación (diodos).
🔄 Transformador y rectificación
Transformador: cambia el
voltaje (220 V → 16 V, etc.) pero siempre dentro de
corriente alterna.
No funciona con corriente continua.
Está compuesto por:
- Bobinado primario y secundario (relación de vueltas
define el voltaje).
- Núcleo (hierro al silicio, no cromo) → se magnetiza
y desmagnetiza en cada ciclo (50 Hz).
Rectificador: convierte la alterna en continua,
mediante diodos + filtros + controladores.
🧲 Magnetismo en el transformador
- La energía eléctrica aplicada genera un campo
magnético en el núcleo.
- Ese campo varía con los ciclos de la CA (medio ciclo positivo, medio
negativo).
- El secundario recibe el campo magnético y lo convierte de nuevo en
electricidad.
- Más vueltas → más voltaje; menos vueltas →
menos voltaje.
🔌 Ejemplo de carga
- Alternador entrega CA → transformador baja voltaje
→ rectificador convierte en CC → batería se carga.
📐 Medición y herramientas
Multímetro (tester) debe medir:
- Voltaje (CA y CC).
- Amperaje.
- Resistencia (Ω).
- Capacitancia (µF).
Escoger escala adecuada (ej: 20 V CC).
Negro en común, rojo en voltaje/resistencia.
Si se invierte polaridad → solo muestra voltaje en negativo (ej:
-12 V).
Pinza amperométrica mide corriente a través del
campo magnético.
⚙️ Aplicaciones y precauciones
Chips y controladores de electrodomésticos (ej: aire
acondicionado, lavarropas) usan transformador + diodos +
capacitores para obtener CC.
Motores pueden trabajar con pulsos de CA y CC.
Uso de serie con lámparas para proteger al
probar placas:
- Si hay corto, la lámpara prende fuerte.
- Si no hay corto, prende débil.
Herramientas básicas: tester, pinzas, soldador de estaño, cinta
aislante, termocontraíble.
💡 Ejemplos prácticos
- Una lámpara de 220 V / 45 W no funciona en 12 V
(auto).
- Una lámpara de 12 V conectada a 220 V explota.
- Alternador trabaja a 50 Hz.
📌 Idea clave: La batería del auto (corriente
continua) se carga con energía del alternador (corriente alterna) que
pasa por un transformador y un rectificador para convertirse en
corriente continua regulada.
¿Querés que te lo pase en un esquema tipo diagrama de
flujo (Alternador → Transformador → Rectificador → Batería)
para visualizarlo rápido?
Aquí tienes un resumen extenso y detallado de los puntos más
importantes de los materiales proporcionados:
Resumen
Extenso de Fundamentos de Electricidad y Circuitos
Este material aborda conceptos fundamentales de la electricidad,
tipos de corriente, componentes clave, funcionamiento de circuitos, y
prácticas de seguridad y medición, destacando la interacción entre la
teoría y la aplicación práctica.
1. Conceptos
Fundamentales de Electricidad
- Potencia (Watts): Se define como “Watts” o “vatio”
y representa la potencia eléctrica. La potencia se relaciona con la
intensidad (amperaje) y la tensión (voltaje); de hecho, la electricidad
es la tensión por intensidad.
- Tensión o Voltaje (Voltios): Se refiere a la
“energía” y al “campo de energía”. Es una fuerza que
mueve los electrones. Los voltios se consideran una constante en ciertos
cálculos. Cuando nos “patea”, lo hace con 300 Voltios en el
valor cresta, aunque los cálculos se realizan con el
valor eficaz, no el valor pico. Sin embargo, los
capacitores se cargan al valor pico. El valor pico también se menciona
como 311 voltios.
- Intensidad o Amperaje (Amper): Se refiere a la
“intensidad” y son partículas: electrones. La
intensidad es un resultado de la potencia. Para que se forme 1 amper, se
necesitan electrones. Un amper equivale a 4.73 trillones de
electrones en 1 segundo.
- Ecuaciones Fundamentales: Se presenta el triángulo
W (Potencia), E (Tensión), I (Intensidad). La fórmula derivada es
I = W/V (Intensidad = Potencia / Voltaje). Por ejemplo,
para 2500 Watts y 220 Voltios, la intensidad es 11.36 amperes.
- Naturaleza de la Electricidad: Toda la materia
tiene átomos; cuantos más electrones libres, mejor conductor. El voltaje
se describe como un campo de fuerza con expansión. La
intensidad son partículas de electrones.
2. Corriente
Alterna (CA) y Corriente Continua (CC)
- Corriente Alterna (VAC):
- Está constantemente en alternancia.
- No hay un positivo fijo; en un medio ciclo es
positivo y en otro negativo.
- Tiene ciclos, por ejemplo, 50 ciclos por segundo,
donde un medio ciclo positivo y uno negativo forman un ciclo.
- No se puede saber el positivo y el negativo en VAC.
- La fase (también conocida como línea o “vivo”) es
la que “patea”, mientras que el neutro no patea. Se
aclara que “el vivo” no tiene nada que ver con la fase, lo cual puede
ser confuso.
- La corriente eficaz es de 220 voltios.
- Corriente Continua (VDC):
- Tiene un polo positivo (+) y un polo negativo (-) definidos.
- Los motores de corriente continua pueden girar en el sentido
contrario si se invierten sus conexiones.
- Las baterías operan con corriente directa.
- Los chips de las placas electrónicas suelen trabajar con energía
continua.
- Valor Pico y Valor Eficaz:
- El valor pico o valor cresta es la
tensión máxima que alcanza la corriente alterna en un ciclo. Se menciona
un valor de 300V o 311V para el pico.
- Todos los cálculos eléctricos se realizan con el valor
eficaz, no el valor pico. Los capacitores, sin embargo, se
cargan al valor pico.
- Fase y Desfasaje:
- La tensión y la intensidad deben trabajar “en
fase”. Esto significa que no deben “salir de fase” o que la
onda del seno esté mal.
- El único componente que puede generar un desfasaje
son los motores, especialmente aquellos con bobinas
trabajando en paralelo (como los aires acondicionados).
- Un desfasaje implica que la potencia nominal no es igual a la
potencia consumida (ejemplo: 1=0.65).
- Los capacitores pueden mejorar el desfasaje (factor
de potencia).
- Las cargas resistivas y “disruptivas” (posiblemente capacitivas o
inductivas) pueden tener un factor de potencia 1=1 si tienen bobina para
corregirlo.
- Seguridad con CA: Cerrar un circuito con un
conductor, como conectar un cable en un enchufe, provoca un
cortocircuito. La fase “patea”.
3. Circuitos y Conexiones
- Flujo de Corriente y Trabajo Eléctrico:
- La fuerza (voltaje) sale del polo positivo al
negativo, describiendo un ciclo. Esta es la fuerza
voltaica.
- Los electrones, en cambio, salen del polo negativo
y viajan hasta dentro de la batería, moviéndose por segundo para formar
el amper.
- Cuando se cierra un circuito (por ejemplo, encendiendo una llave o
switch), se produce un trabajo eléctrico. Si el
circuito está abierto, no hay trabajo.
- Mientras no haya trabajo (una carga consumiendo), no habrá
intensidad (amperaje).
- Conexiones en Serie:
- Una conexión en serie se produce al “hacer un puente”.
- Cuando se conectan pilas o baterías en serie, se suma el
voltaje, pero no sube el amperaje.
- Conectar algo en “serie en paralelo” (una combinación o malentendido
de conexión) podría causar una explosión.
- Conexiones en Paralelo:
- Es posible conectar dos baterías en paralelo.
- Los motores de aire acondicionado trabajan con bobinas en
paralelo.
4. Componentes Eléctricos
Clave
- Transformadores:
- Son aparatos que transforman el voltaje.
- Se componen de placas con forma de “E” y una recta, con una
bobina entre ellas.
- Tienen un bobinado primario y uno secundario. La
cantidad de vueltas del bobinado determina la relación
de voltaje. Más espiras resultan en más voltaje.
- Requieren un núcleo (tradicionalmente de hierro al
silicio, no cromo) para generar y disipar campos magnéticos en cada
ciclo de la corriente alterna.
- La finalidad de la energía en un transformador es generar un
campo magnético que magnetiza el núcleo.
- No pueden trabajar con corriente continua.
- Ofrecen aislación galvánica entre el primario y el
secundario. Si se pone resistencia, no hay aislación galvánica.
- Capacitores: Se usan para mejorar el factor
de potencia y corregir el desfasaje en motores. Se cargan a
valor pico.
- Baterías:
- Un conjunto de pilas se denomina batería.
- Las baterías de coche suelen tener 6 “vasos” independientes, cada
uno generando su propio voltaje.
- Los bornes son los extremos de la batería donde se conecta.
- Se cargan a través de un alternador o un
dinamo.
- Alternadores y Dínamo: Son
generadores que cargan las baterías de vehículos. Las
motos pueden tener ambos. Los reguladores de voltaje varían entre
ellos.
- Rectificación: Es el proceso para convertir
la corriente alterna a corriente continua. Sin rectificación,
la CA y CC “explotan” al conectarse.
- Componentes Electrónicos (Chips, Transistores, Relays,
Triac):
- Las placas de aire acondicionado, por ejemplo, contienen un “chip
madre jungla” que, junto con transformadores, diodos, filtros y
controladores de voltaje, forma una fuente de alimentación
continua.
- El chip da órdenes, como encender un motor, cargar agua en un
lavarropas, o controlar el giro del motor.
- Estos sistemas requieren de otros componentes como transistores,
triac (trey) y relays.
- Los motores modernos trabajan por pulso y necesitan tanto corriente
continua como alterna.
5. Fenómenos Eléctricos
- Fricción de Electrones y Temperatura:
- El movimiento y el roce de los electrones generan fricción y
temperatura.
- Un consumo elevado de amperaje en un conductor inadecuado (de menor
amperaje) causa un aumento de temperatura significativo.
- En un conductor adecuado, la fricción es mínima.
- El amperaje puede derretir los cables si excede su
capacidad.
- La fricción de los electrones es lo que hace que una lámpara
encienda.
- Campo Magnético:
- Se genera cuando se aplica energía eléctrica a un
transformador.
- Tiene polos norte y sur.
- La variación del semiciclo de la CA genera una variación de polos
magnéticos.
- Las leyes del magnetismo indican que polos iguales se
rechazan y polos distintos se atraen (aunque
el texto menciona “se rechazan” para ambos en una parte, lo cual es una
aparente contradicción, se entiende el principio general).
- La pinza amperimétrica detecta el campo magnético para medir el
amperaje.
- Aislación Galvánica: Es una separación eléctrica,
como la que existe en el medio de los bobinados de un transformador. Si
se coloca una resistencia, esta aislación no existe.
6. Herramientas y Prácticas
de Taller
- Multímetro/Tester:
- Se utiliza para medir voltaje (CC y CA), resistencia (óhmios),
amperaje (CC y CA) y capacitancia (faradios). Algunos modelos miden
también frecuencia y temperatura.
- Al medir voltaje, se debe elegir la escala superior más cercana al
valor esperado para evitar dañar el tester.
- Las puntas de prueba se conectan: la negra en “común” y la roja para
voltios y resistencia. Invertir las puntas solo mostrará un voltaje
negativo (-12V).
- Es importante que tenga un rango para medir capacitores, al menos
hasta 200 microfaradios (µF).
- Pinza Amperimétrica: Permite medir el amperaje
detectando el campo magnético alrededor del cable.
- Otras Herramientas Esenciales: Destornillador
Philips, pinzas (de fuerza, de punta), lápiz soldador (de 30-40 watts),
estaño, cinta aislante, buscapolo y termocontraíble.
- Reglas de Taller: Nunca dejar herramientas
en el piso y no prestarlas.
- Circuito en Serie para Pruebas (Limitador de
Amperaje):
- Se construye con un enchufe, dos portalámparas de 10W conectados en
serie, y tomas.
- Su propósito es limitar el amperaje en caso de
cortocircuito al reparar placas o motores.
- Si la carga tiene un cortocircuito, la lámpara se encenderá con
fuerza; si no, encenderá levemente.
7. Consideraciones
de Diseño y Compatibilidad
- Selección de Cables: Es crucial elegir el cable
adecuado para la carga debido a la bajada de tensión y
para evitar el sobrecalentamiento por el amperaje (ej., para una ducha,
un cable inadecuado está “mal”). La zapatilla soporta 10 amper, pero se
debe verificar la capacidad del cable.
- Compatibilidad de Voltaje:
- Una lámpara de 45W a 220V no funcionará en un auto (12V).
- Conectar una lámpara de voltaje incorrecto a 220V puede hacer que
explote.
- La conexión directa de corriente alterna con continua puede ser
peligrosa y causar explosiones.
Este compendio subraya la importancia de comprender la interacción
entre los diferentes fenómenos eléctricos para un manejo seguro y
eficiente de la electricidad y los circuitos.
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