Principio de electricidad y electrónica / Antonio Hermosa Donate

Índice general
1 Principios fundamentales de la electricidad ......................................... 1
1.1 Introducción ..................................................................................... 1
1.2 Principios fundamentales de la electricidad .............................. 1
1.2.1 Moléculas, átomos y electrones .................................................. 2
1.3 Estructura del átomo ....................................................................... 4
1.3.1 Configuración electrónica: número atómico ............................... 8
1.4 Cargas eléctricas. Ley de Coulomb ............................................. 11
1.4.1 Carga eléctrica ........................................................................... 11
1.4.2 Ley de Coulomb ........................................................................ 12
1.5 Corriente eléctrica ......................................................................... 14
1.5.1 Conductores y aislantes ............................................................. 14
1.6 Fuerza electromotriz (f.e.m.) ........................................................ 16
1.7 Intensidad eléctrica ....................................................................... 18
1.8 Tensión eléctrica ............................................................................ 19
1.9 El circuito eléctrico. Sentido de circulación de la corriente .... 21
1.9.1 Sentido electrónico real ............................................................. 21
1.9.2 Sentido convencional ................................................................ 21
1.9.3 Corriente continua (c.c.) y corriente alterna (c.a.) .................... 23
2 El Circuito eléctrico. Efectos y medidas de la corriente .................... 27
2.1 Introducción ................................................................................... 27
2.2 Elementos fundamentales de un circuito .................................. 28
2.2.1 Generador de electricidad ......................................................... 29
2.2.2 Líneas conductoras .................................................................... 30
2.2.3 Dispositivo de control ............................................................... 33
2.2.4 Receptor .................................................................................... 34
2.3 Efectos y aplicaciones de la corriente eléctrica ......................... 35
2.3.1 Efecto térmico ........................................................................... 36
2.3.2 Efecto magnético ....................................................................... 37
2.3.3 Efecto químico .......................................................................... 37
2.4 Medida de la corriente y la tensión ............................................ 39
2.4.1 Amperímetro ............................................................................. 39
2.4.2 Voltímetro ................................................................................. 42
3 Resistencia eléctrica ............................................................................. 47
3.1 Introducción ................................................................................... 47
3.2 Resistividad de los conductores .................................................. 47
3.3 Densidad de corriente ................................................................... 50
3.3.1 Fusibles ..................................................................................... 51
3.4 Ejemplos de cálculo sobre la resistencia de conductores ....... 53
3.5 Conductancia ................................................................................. 54
3.6 Variación de la resistencia con la temperatura ........................ 55
3.6.1 Coeficiente de temperatura ....................................................... 56
3.7 La resistencia como componente eléctrico-electrónico.
Resistores. ............................................................................................... 57
3.7.1 Tipos de resistencias ................................................................. 58
3.7.2 Escala de valores de resistencia ................................................ 60
3.7.3 Codificación del valor. Código de colores ................................ 61
3.7.4 Potenciómetros .......................................................................... 65
3.8 Montaje de resistencias en serie y paralelo ............................... 67
3.8.1 Circuito serie ............................................................................. 67
3.8.2 Circuito paralelo ........................................................................ 69
3.9 Medida de la resistencia (óhmetro) ............................................ 73
3.10 El polímetro .................................................................................... 76
4 Introducción al cálculo de circuitos: Ley de Ohm.............................. 79
4.1 Introducción ................................................................................... 79
4.2 Ley de Ohm .................................................................................... 79
4.2.1 Experimentación de la ley de Ohm ........................................... 82
4.2.2 Ejercicios de cálculo basados en la ley de Ohm ....................... 85
4.3 Conceptos y ejercicios sobre caída de tensión y diferencia de
potencial ................................................................................................. 86
4.3.1 Caída de tensión ........................................................................ 86
4.3.2 Diferencia de potencial (d.d.p.) ................................................. 89
4.4 Aplicaciones de la ley de ohm. Cálculo básico de circuitos ... 92
4.4.1 El circuito serie ......................................................................... 92
4.4.2 El circuito paralelo .................................................................... 96
4.4.3 Circuitos serie - paralelo (mixtos) ............................................. 98
5 Métodos de análisis y cálculo de circuitos ........................................ 111
5.1 Introducción ................................................................................. 111
5.2 Leyes de Kirchhoff ...................................................................... 112
5.2.1 Ley de los nudos ..................................................................... 112
5.2.2 Ley de las mallas ..................................................................... 114
5.2.3 Ejemplos de circuitos .............................................................. 116
5.3 Método de Maxwell .................................................................... 130
5.3.1 Metodología de aplicación ...................................................... 130
5.4 Teorema de Thévenin ................................................................. 138
5.4.1 Principios fundamentales ........................................................ 138
5.5 Método de Millman .................................................................... 148
5.5.1 Principios fundamentales ........................................................ 148
6 Energía y potencia eléctrica .............................................................. 155
6.1 Introducción ................................................................................. 155
6.2 Trabajo y potencia ....................................................................... 156
6.2.1 Trabajo y potencia eléctrica .................................................... 157
6.2.2 El vatio (W) ............................................................................. 158
6.3 Fórmulas prácticas sobre potencia y ley de Ohm .................. 162
6.4 Efectos caloríficos de la electricidad. Ley de Joule ................ 167
6.4.1 Energía calorífica .................................................................... 167
6.4.2 Ley de Joule ............................................................................ 168
6.5 Trabajo eléctrico. Unidad de consumo de energía eléctrica . 170
6.6 Rendimiento ................................................................................. 171
7 Condensadores. Principios básicos ............................................... 175
7.1 Introducción ................................................................................... 175
7.1.1 Función que realiza el condensador ........................................ 175
7.1.2 Ejemplo de aplicaciones prácticas del condensador ............... 176
7.2 Carga del condensador ............................................................... 178
7.2.1 Actividad práctica ................................................................... 179
7.3 Descarga del condensador ......................................................... 180
7.4 Constitución física del condensador ......................................... 181
7.4.1 Capacidad del condensador ..................................................... 183
7.5 Constante de tiempo (en la descarga) ...................................... 186
7.6 Curvas de descarga del condensador ....................................... 187
7.7 Curva de carga del condensador. Constante de tiempo ....... 190
7.7.1 Constante de tiempo (en la carga) ........................................... 190
7.8 Experimentación de la carga-descarga del condensador ...... 192
7.9 Características prácticas de los condensadores ...................... 196
7.9.1 Capacidad ................................................................................ 196
7.9.2 Tensión .................................................................................... 196
7.10 Tipos de condensadores ............................................................. 197
8 Circuitos prácticos con condensadores ........................................ 205
8.1 Montaje de condensadores en paralelo .................................... 205
8.1.1 Ejemplos prácticos .................................................................. 207
8.2 Montaje de condensadores en serie .......................................... 209
8.2.1 Ejemplos prácticos .................................................................. 210
8.3 Aplicaciones prácticas del condensador .................................. 212
8.3.1 Concepto de señal ................................................................... 212
8.3.2 Señales en un receptor de ondas electromagnéticas ................ 213
8.3.3 Acoplamiento de señal entre etapas amplificadoras ............... 214
8.3.4 Filtrado en circuitos de alimentadores .................................... 215
8.3.5 Filtrado de señales de ruido eléctrico ...................................... 216
8.3.6 Circuitos de filtro en equipos de sonido .................................. 216
8.3.7 Eliminación de chispas en interruptores ................................. 216
8.3.8 Temporizadores ....................................................................... 217
8.3.9 Corrección de potencia reactiva .............................................. 218
9 Generadores de electricidad. Conceptos básicos .............................. 223
9.1 Introducción ................................................................................. 223
9.2 Tipos de generadores .................................................................. 223
9.2.1 Generadores mecánicos ........................................................... 223
9.2.1.1 Dinamo ........................................................................ 223
9.2.1.2 Alternadores ................................................................ 224
9.2.2 Generadores químicos ............................................................. 226
9.2.2.1 Pilas ............................................................................. 226
9.2.2.2 Acumulador ................................................................. 228
9.2.2.3 Batería ......................................................................... 228
9.2.3 Célula solar fotovoltaica ......................................................... 229
9.3 Fuerza electromotriz (f.e.m.) ...................................................... 230
9.4 Resistencia interna ....................................................................... 231
9.4.1 Deducción experimental de la resistencia interna ................... 234
9.5 Diferentes elementos generadores de señal eléctrica ............. 238
9.6 Asociación de generadores ........................................................ 238
9.6.1 Montaje serie ........................................................................... 238
9.6.2 Montaje paralelo ..................................................................... 241
9.6.3 Montaje mixto ......................................................................... 243
10 Apéndice I - Bases matemáticas: Sistemas de ecuaciones ............... 247
11 Apéndice II - Resumen de conceptos y fórmulas fundamentales .... 267
12 Apéndice III - Componentes eléctricos básicos
Simbología y descripción ................................................................... 289
13 Apéndice IV - Actividades prácticas
Simulación de circuitos mediante el programa Multisim 7 ............. 299

básicos de la electricidad: Conceptos sobre corriente eléctrica, voltaje y potencia, resistencias, circuitos eléctricos básicos, ley de Ohm, Kirchhoff, Thevenin, los condensadores y sus aplicaciones y los conceptos básicos de los generadores de electricidad.

Ventajas Competitivas:

Combina los conceptos teóricos con la utilidad práctica, se apoya con diversos ejercicios desarrollados.
Al final de cada capítulo se incluye una serie de ejercicios propuestos con los que se reforzaran las capacidades y el conocimiento adquirido.
El nivel técnico es básico-medio, procurando un máximo didactismo y un enfoque práctico.

Conozca:

Los Principios físicos fundamentales de la electricidad y la electrónica:

Magnitudes eléctricas.
Generación de la Electricidad.
Magnetismo.
Esquemas eléctricos.
Simbología eléctrica.
Multímetros.
Fuente de alimentación.
Los Componentes y materiales eléctricos básicos y su uso en los circuitos eléctricos.

Aprenda:


Los conceptos y fórmulas fundamentales así como su aplicación.
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