Formulario electricidad

Tensión (V)

Diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos. Se mide en voltios (V)

Carga (Q)

Cantidad de electricidad que pasa a través de un punto en un circuito en un tiempo determinado. Se mide en coulombs (C).

Corriente (I)

Movimiento de cargas eléctricas. Se mide en amperios (A)

Resistencia (R)

Oposición que presenta un cuerpo al paso de la corriente eléctrica. Se mide en ohmios (Ω).

Potencia (P)

Tasa de transferencia de energía. Se mide en vatios (W).

Ley de Ohm

La Ley de Ohm establece que la corriente que pasa a través de un conductor entre dos puntos es proporcional a la tensión a través de los dos puntos y inversamente proporcional a la resistencia del conductor.

Las leyes de Kirchhoff son herramientas para el análisis de circuitos eléctricos. Son consecuencia de la conservación de la energía.

Primera ley (Ley de corrientes de Kirchhoff)

La suma algebraica de las corrientes en un nodo es igual a cero.

Segunda ley (Ley de tensiones de Kirchhoff)

La suma algebraica de las tensiones en un circuito cerrado es igual a cero.

Relación entre Corriente y Tensión

Es la ley de Ohm

Resistencias en Serie

Resistencias en Paralelo

Relación entre Corriente y Tensión

Capacitancia: Se mide en faradios (F).

Condensadores en Serie

Condensadores en Paralelo

Relación entre Tensión y Corriente

Inductancia: Se mide en henrios (H).

Inductores en Serie

Inductores en Paralelo

División de tensión

División de corriente

Potencia eléctrica

La potencia es la tasa de transferencia de energía en un circuito eléctrico. Se mide en vatios (W) y se define como:

Donde:

• es la tensión en voltios
• es la corriente en amperios.

Usando la ley de Ohm, también se puede expresar como:

Calor generado por corriente

El calor generado por la resistencia en un circuito por efecto Joule es dado por:

donde

• es el calor (J)
• es la corriente (A)
• es la resistencia (Ω)
• es el tiempo (s)

Estos valores eficaces son útiles para medir el comportamiento de las señales de CA en términos de su capacidad de generar calor (potencia).

Phi

El ángulo de fase () representa el desfase temporal entre la corriente y la tensión, originado por las cargas reactivas (capacitivas e inductivas).

Voltaje eficaz (RMS)

Corriente eficaz (RMS)

Frecuencia (f)

Número de ciclos por segundo, medida en hertz (Hz).

Frecuencia Angular

Periodo (T)

Tiempo que tarda en completarse un ciclo.

En circuitos de corriente alterna (CA), la impedancia Z es la medida de la oposición total que presenta un circuito al flujo de corriente alterna.

Se compone de dos componentes principales: resistencia R y reactancia X.

Relación entre Impedancia, Resistencia y Reactancia

La impedancia se define como:

donde:

• es la impedancia en ohmios,
• es la resistencia en ohmios,
• es la reactancia total, que puede ser reactancia inductivao reactancia capacitiva.

Reactancia

La reactancia se puede clasificar en dos tipos, dependiendo de los componentes presentes en el circuito. Capacitancia C o la inductancia L

Reactancia Inductiva:

dondees la inductancia en henrios (H) yes la frecuencia angular en radianes por segundo.

Reactancia Capacitiva:

dondees la capacitancia en faradios (F).

Composición de la Reactancia

La reactancia total X en un circuito que contiene ambos componentes se calcula como:

Esto significa que la reactancia inductiva y capacitiva pueden sumarse o restarse, dependiendo de la configuración del circuito.

Impedancia total en un circuito RL (Resistencia y Bobina)

donde(Reactancia inductiva).

Impedancia en un circuito RC (Resistencia y Condensador)

donde(Reactancia capacitiva).

Impedancia en Circuitos RLC

Para un circuito con resistencia, inductancia y capacitancia combinadas:

Carga Resistiva

(factor de potencia igual a 1)

Carga Inductiva

(carga con un desfase positivo)

Carga Capacitiva

(carga con un desfase negativo)

Potencia activa (real)

La potencia activa es la potencia que realiza trabajo útil. Se mide en watts (W).

Donde:

• : Tensión de línea (en volts)
• : Corriente de línea (en amperes)
• es el ángulo de fase.

Potencia reactiva

La potencia reactiva es la potencia asociada a los componentes inductivos y capacitivos del sistema. Se mide en volt-amperios reactivos (VAR).

Potencia aparente

La potencia aparente es la combinación de la potencia activa y reactiva. Se mide en volt-amperios (VA). Representa la potencia total que fluye en un circuito:

Relación entre potencias

La relación entre las potencias activa, reactiva y aparente está dada por el triángulo de potencias:

Coseno de Phi

El coseno de phies el factor de potencia, que indica la eficiencia en el uso de la potencia activa en un circuito. Se define como:

Donde:

• : Potencia activa en watts (W)
• : Potencia aparente en volt-amperios (VA)

Corrección del factor de potencia

Para corregir el factor de potencia, se debe agregar capacitancia al sistema. La capacitancia necesaria se puede calcular a partir de la potencia reactiva a corregir:

Dondees la potencia reactiva que se debe compensar.

Ángulo de desfasaje

En un sistema trifásico, las tensiones de línea están desfasadas en 120° entre sí. Si se conoce la tensión de una fase V_A, las tensiones de las otras fases son:

• Tensión de fase B:

• Tensión de fase C:

Tensión de línea y tensión de fase:

Donde:

• : Tensión de línea
• : Tensión de fase

Corriente de línea y corriente de fase

Donde:

• : Corriente de línea
• : Corriente de fase

Tensión de línea y tensión de fase

Corriente de línea y corriente de fase

Potencia activa (real)

Potencia reactiva

Potencia aparente

Relación entre potencias

Cálculo de potencias en circuitos balanceados

En un sistema trifásico balanceado, las potencias en las tres fases son iguales, y se puede calcular la potencia total como:

Impedancia de fase

Para una fase de un sistema trifásico, la impedanciase puede calcular como:

Donde:

• : Tensión de fase
• : Corriente de fase

Carga balanceada

En un sistema trifásico balanceado, todas las impedancias de las fases son iguales: