Fundamentos de Electrotecnia en Abierto
Información general
Los 📹▶vídeos de las transparencias de clase narradas están distribuidos dentro de la sección dedicada a cada tema, aunque también los tiene agrupados en la 📹►❚❚ segunda sección de este curso 🎦▶ o en la página web alternativa www.joaquinmur.com/electrotecniabierta.html
Fecha última actualización: octubre 2023
Tema 1: Leyes de Kirchhoff. Referencias de polaridad.
- Trasparencias del Tema 1: Leyes de Kirchhoff. Referencias de polaridad. Archivo 440.1KB Subido 25/07/2023 12:59
El interés de esta similitud radica en que muchos términos que utilizamos actualmente en circuitos eléctricos se acuñaron en el s. XVIII por analogía a los circuitos hidráulicos. Todavía hablamos de "corriente eléctrica en un conductor" por similitud de "corriente en un río". Antes del descubrimiento del electrón y del protón, se utilizaba el concepto de "fluido eléctrico". Fuente: Página 5 de los apuntes de la asignatura TECNOLOGÍA INDUSTRIAL I de 1 º BACHILLERATO DE CIENCIAS Y TECNOLOGÍA del profesor J. Garrigós del I.E.S. ANDRÉS DE VANDELVIRA.
Electricidad y Magnetismo: una guía introductoria. Alejandro Ferrero Botero, Jeffersson Andrés Agudelo Rueda, Álvaro Damián Gómez Granja. Universidad Católica de Colombia. Bogotá, 2020.
Este libro puede servir para repasar algunos conceptos de Física II que se utilizan (y se dan por sabidos) en Fundamentos de Electrotecnia. Existen otros libros clásicos de Física como el Serway, Tippler, Resnick... pero este enlazado es de libre acceso y su edición está cuidada.
Presentación de los profesores y de la asignatura "Fundamentos de Electrotecnia" que versa sobre las aplicaciones técnicas de la Electricidad en en el Grado en Ingeniería en Organización Industrial del Centro Universitario de la Defensa.
- Profesorado
- Definición de Electrotecnia
- Contexto de la asignatura en el Grado en Ingeniería en Organización Industrial.
- Resultados de aprendizaje.
- Materiales de la asignatura, actividades y horarios de las tutorías.
- Página web del curso.
- Fechas de las actividades evaluadas.
- Contenidos de la asignatura (temario).
- Bibliografía completa.
- Principales recursos para preparar con éxito la asignatura.
- Criterios de evaluación (con ejemplos)
- Ejemplos motivadores: Transporte de energía eléctrica peninsular e infraestructuras críticas
Tema 1 - Leyes de Kirchhoff. Referencias de polaridad
1.1.- Generalidades.
1.2.- Unidades.
1.3.- Definiciones.
1.4.- Referencias de polaridad.
1.5.- Leyes de Kirchhoff.
1.5.1- Ley de Kirchhoff de las intensidades.
1.5.2- Ley de Kirchhoff de las tensiones.Tema 1 - Leyes de Kirchhoff. Referencias de polaridad
1.1.- Generalidades.
1.2.- Unidades.
1.3.- Definiciones.
1.4.- Referencias de polaridad.
1.5.- Leyes de Kirchhoff.
1.5.1- Ley de Kirchhoff de las intensidades.
1.5.2- Ley de Kirchhoff de las tensiones.¿Te imaginas qué harías si te levantaras un día y no se prendiera la luz, si tu ordenador se negara a funcionar aunque lo encendieras y apagaras como recomiendan los informáticos en estos casos o, si tus electrodomésticos se declararan en huelga por falta de fluido eléctrico? ¿Te has preguntado alguna vez cómo opera el sistema eléctrico? ¿Cómo predice el consumo para satisfacer las necesidades de cada hogar? ¿Cómo interviene la tecnología en la gestión del sistema eléctrico? A estas preguntas te va a dar respuesta este libro.
Este vídeo divulgativo muestra cómo las magnitudes típicas de teoría de circuitos (tensión y corriente) están íntimamente relacionadas con los campos eléctricos (creados por la acumulación o defecto de electrones y por un campo magnético cambiante) y magnéticos (creados por el movimiento de las cargas y por un campo eléctrico cambiante).
En otras palabras, la tensión y la corriente son consecuencia de los campos electromagnéticos que se propagan a la velocidad de la luz.
La tensión entre dos puntos es el campo eléctrico integrado entre dichos puntos:
$$V_\text{AB}= -\int_{B}^{A} \vec{\text{E}} \,d\vec{
\ell}\ $$Por ello, la tensión coincide con la diferencia de potencial electrostático cuando no hay inducción electromagnética.
En los circuitos analizados en Fundamentos de Electrotecnia se cumplen las Leyes de Kirchhoff porque no hay inducción fuera de bobinas y transformadores y tampoco hay acumulación de carga (efecto capacitivo) fuera de los condensadores. Además, sólo hay efectos resistivos en las resistencias. Todas estas condiciones simplifican mucho el análisis de circuitos: en los circuitos que se estudian en Electrotecnia, los efectos electromagnéticos pueden obviarse (salvo en bobinas, transformadores y condensadores).
Sin embargo, en circuitos de telecomunicaciones (e informática), la tensión y la corriente varían tan rápidamente que hay que considerar los efectos electrodinámicos debidos a la limitada velocidad de propagación de los campos electromagnéticos a lo largo de pistas y cables.
Estos efectos fueron desastrosos en el primer cable telegráfico transatlántico (que unió Irlanda con Terranova en 1858). Era necesario transferir gran cantidad de carga eléctrica para que en el otro extremo (a 3.200 km) se estableciera suficiente diferencia de potencial (tensión) para ser detectada con los instrumentos de la época. El núcleo del cable estaba aislado de la gruesa cubierta protectora de acero y ambos se comportaban como los dos electrodos de un gran condensador con significativa resistencia. Cuando en un extremo se conectaba una fuente, empezaba a circular carga por el cable y subía la tensión en ese extremo. La cubierta del cable (constituida por muchas toneladas de acero) se magnetizaba debido al movimiento de las cargas y ambos efectos (campo eléctrico y campo magnético) interaccionaban. Estos efectos ondulatorios enlentecieron y dificultaron la detección del código morse recibido en el extremo receptor del primer cable telegráfico transatlántico.
Imagen: Una onda viajando por una línea de transmisión ideal. Los puntos negros representan electrones y las flechas rojas representan el campo eléctrico. Fuente: Steven Byrnes, 2016.
En Física II se ve que los campos eléctricos y magnéticos contienen energía y el Teorema de Poynting indica que la transferencia de energía se debe a dos causas. La potencia transferida por el movimiento de cargas dentro de un campo eléctrico es lo que se estudia en esta asignatura. Pero la variación de los campos electromagnéticos también produce una transferencia de energía. La dirección en que se transfiere la energía (desde los generadores hacia las cargas) debido a la variación de los campos electromagnéticos se puede obtener multiplicando vectorialmente el campo eléctrico $$\overrightarrow{\text{E}}$$ y la intensidad de campo magnético ($$\overrightarrow{\text{H}} \overset{vacio}{=} \frac{\overrightarrow{\text{B}}}{\mu_0} $$). El vector resultante se denomina vector de Poynting y se designa con la letra S:
$$ \overrightarrow{\text{S} } = \overrightarrow{\text{E}} \times \overrightarrow{\text{H}} \overset{vacio}{=} \frac{1}{\mu_0} \overrightarrow{\text{E}} \times \overrightarrow{\text{B}} $$
Información adicional que puede complementar la asignatura:
