Medición de variables eléctricas
Variables eléctricas
Corriente

LA CORRIENTE ELÉCTRICA
Lo que conocemos como corriente eléctrica no es otra cosa que la circulación de cargas o electrones a través de un circuito eléctrico cerrado, que se mueven siempre del polo negativo al polo positivo de la fuente de suministro de fuerza electromotriz (FEM).

En un circuito eléctrico cerrado la. corriente circula siempre del polo. negativo al polo positivo de la. fuente de fuerza electromotriz. (FEM),

Quizas hayamos oído hablar o leído en algún texto que el sentido convencional de circulación de la corriente eléctrica por un circuito es a la inversa, o sea, del polo positivo al negativo de la fuente de FEM. Ese planteamiento tiene su origen en razones históricas y no a cuestiones de la física y se debió a que en la época en que se formuló la teoría que trataba de explicar cómo fluía la corriente eléctrica por los metales, los físicos desconocían la existencia de los electrones o cargas negativas.

Al descubrirse los electrones como parte integrante de los atomos y principal componente de las cargas eléctricas, se descubrió también que las cargas eléctricas que proporciona una fuente de FEM (Fuerza Electromotriz), se mueven del signo negativo (–) hacia el positivo (+), de acuerdo con la ley física de que 'cargas distintas se atraen y cargas iguales se rechazan'. Debido al desconocimiento en aquellos momentos de la existencia de los electrones, la comunidadcientífica acordó que, convencionalmente, la corriente eléctrica se movía del polo positivo al negativo, de la misma forma que hubieran podido acordar lo contrario, como realmente ocurre. No obstante en la practica, ese “error histórico” no influye para nada en lo que al estudio de la corriente eléctrica se refiere.

MEDICIÓN DE LA INTENSIDAD DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA O AMPERAJE

La medición de la corriente que fluye por un circuito cerrado se realiza por medio de un amperímetro o un. miliamperímetro, según sea el caso, conectado en serie en el propio circuito eléctrico. Para medir. ampere se emplea el 'amperímetro' y para medir milésimas de ampere se emplea el miliamperímetro.

La intensidad de circulación de corriente eléctrica por un circuito cerrado se puede medir por medio de un amperímetro conectado en serie con el circuito o mediante inducción electromagnética utilizando un amperímetro de gancho. Para medir intensidades bajas de corriente se puede utilizar también un multímetro que mida miliampere (mA).

Amperímetro de gancho Multímetro digital Multímetro analógico
El ampere como unidad de medida se utiliza, fundamentalmente, para medir la corriente que circula por circuitos eléctricos de fuerza en la industria, o en las redes eléctricas doméstica, mientras que los submúltiplos se emplean mayormente para medir corrientes de poca intensidad que circulan por los circuitos electrónicos.

TIPOS DE CORRIENTE ELÉCTRICA
En la practica, los dos tipos de corrientes eléctricas mas comunesson: corriente directa (CD) o continua y corriente alterna (CA). La corriente directa circula siempre en un solo sentido, es decir, del polo negativo al positivo de la fuente de fuerza electromotriz (FEM) que la suministra. Esa corriente mantiene siempre fija su polaridad, como es el caso de las pilas, baterías y dinamos.


a) b)
a) Grafico de una corriente directa (C.D.) o continua (C.C.).
b) Grafico de la sinusoide que posee una corriente alterna (C.A.).

La corriente alterna se diferencia de la directa en que cambia su sentido de circulación periódicamente y, por tanto, su polaridad. Esto ocurre tantas veces como frecuencia en hertz (Hz) tenga esa corriente . A la corriente directa (C.D.) también se le llama 'corriente continua' (C.C.).

La corriente alterna es el tipo de corriente mas empleado en la industria y es también la que consumimos en nuestros hogares

Resistencia
https://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_eléctrica

La resistencia eléctrica de un objeto es una medida de su oposición al paso de corriente.

Descubierta por Georg Ohm en 1827, la resistencia eléctrica tiene un parecido conceptual a la fricción en la física mecanica. La unidad de la resistencia en el Sistema Internacional de Unidades es el ohmio (Ω). Para su medición en la practica existen diversos métodos, entre los que se encuentra el uso de un ohmímetro. Ademas, su cantidad recíproca es la conductancia, medida en Siemens.2

Para una gran cantidad de materiales y condiciones, la resistencia eléctrica no depende de la corrienteeléctrica que pasa a través de un objeto o de la tensión en los terminales de este. Esto significa que, dada una temperatura y un material, la resistencia es un valor que se mantendra constante. Ademas, de acuerdo con la ley de Ohm la resistencia de un objeto puede definirse como la razón de la tensión y la corriente, así :2

https://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_eléctrica2

La abreviatura habitual para la resistencia eléctrica es R, y el símbolo del ohmio es la letra griega omega, Ω. En algunos calculos eléctricos se emplea el inverso de la resistencia, 1/ R, que se denomina conductancia y se representa por G.3

La unidad de conductancia es siemens, cuyo símbolo es S. Aún puede encontrarse en ciertas obras la denominación antigua de esta unidad, mho. La unidad empleada para cuantificar la resistencia es el ohmio (Ω), que se define como la resistencia que limita el flujo de corriente a 1 amperio en un circuito con una fuerza electromotriz. de 1 voltio. Se mide con un aparato llamado ohmímetro. La ley de Ohm, llamada así en honor al físico aleman Georg Simon Ohm, que la descubrió en 1827, permite relacionar la intensidad con la fuerza electromotriz. 3

Las resistencias de carbono constan de carbono pulverizado mezclado con ceramica y estan protegidos por un revestimiento de aislante estas resistencias suelen llevar códigos de bandas o punto de colores para indicar su valor y su precisión. 3

Las resistencias variables son de varios tipos el mas simple consta de un enrollamiento metalico provisto de un contacto móvildestinado a modificar la longitud del hilo a través del cual circula la corriente este dispositivo se llama reóstato. 3

Ohmímetro. Es un aparato diseñado para medir la resistencia eléctrica en ohmios. Debido a que la resistencia es la diferencia de potencial que existe en un conductor dividida por la intensidad de la corriente que pasa por el mismo, un ohmímetro tiene que medir dos parametros, y para ello debe tener su propio generador para producir la corriente eléctrica. 3

La resistencia de un conductor viene determinada por una propiedad de la sustancia que lo compone, conocida como conductividad, por la longitud por la superficie transversal del objeto, así como por la temperatura. A una temperatura dada, la resistencia es proporcional a la longitud del conductor e inversamente proporcional a su conductividad y a su superficie transversal. Generalmente, la resistencia de un material aumenta cuando crece la temperatura.3
https://www.monografias.com/trabajos17/corriente-electrica/corriente-electrica.shtml#RESIST3

VOLTAJE

Es la diferencia de potencial que existe entre dos puntos de un conductor para que la corriente sea de 1 amperio y la potencia disipada de 1 voltio.3

El instrumento mas utilizado para medir la diferencia de potencial (voltaje) es un galvanómetro que cuenta con una gran resistencia unida en serie a la bobina. Cuando se conecta un medidor de este tipo a una batería o a dos puntos de un circuito eléctrico entre los que existe una diferencia de potencial, circula una cantidad reducida de corriente(limitada por la resistencia en serie) a través del medidor.
La corriente es proporcional al voltaje, que se puede medir si el galvanómetro se calibra para ello. Cuando se usa el tipo adecuado de resistencias en serie, un galvanómetro sirve para medir niveles muy distintos de voltajes.
El instrumento mas preciso para medir una fuerza electromotriz es el potenciómetro, que mide esta magnitud al compararla con una fuerza electromotriz variable y de valor conocido, opuesta a la que se quiere medir.
Para medir voltajes de corriente alterna se utilizan medidores de alterna con alta resistencia interior, o medidores similares con una fuerte resistencia en serie.
Los demas métodos de medición del voltaje utilizan tubos de vacío y circuitos electrónicos y resultan muy útiles para hacer mediciones a altas frecuencias.
Un dispositivo de este tipo es el voltímetro de tubo de vacío. En la forma mas simple de este tipo de voltímetro se rectifica una corriente alterna en un tubo de diodo y se mide la corriente rectificada con un galvanómetro convencional. Otros voltímetros de este tipo utilizan las características amplificadoras de los tubos de vacío para medir voltajes muy bajos.3

Inductancia:
Inductancias Llamaremos inductancia al campo magnético que crea una corriente eléctrica al pasar a través de una bobina de hilo conductor enrrollado alrededor de la misma que conforma un inductor. Un inductor puede utilizarse para diferenciar señales cambiantes rapidas o lentas.

La inductancia depende de las características fisicas delconductor y de la longitud del mismo. Si se enrolla un conductor, la inductancia aumenta. Con muchas espiras (vueltas) se tendra mas inductancia que con pocas.
Si a esto añadimos un núcleo de ferrita, aumentaremos considerablemente la inductancia.

La energía almacenada en el campo magnético de un inductor se calcula según la siguiente formula:

W = I² L/2 siendo: W = energía (julios); I = corriente (amperios; L = inductancia (henrios).

El Calculo de la inductancia: La inductancia de una bobina con una sola capa bobinada al aire puede ser calculada aproximadamente con la fórmula simplificada siguiente:
L (microH d².n²/18d+40 l siendo:L = inductancia (microhenrios); d = diametro de la bobina (pulgadas); l= longitud de la bobina (pulgadas); n = número de espiras o vueltas.
La unidad para la inductancia es el HENRIO.
En una bobina habra un henrio de inductancia cuando el cambio de 1 amperio/segundo en la corriente eléctrica que fluye a través de ella provoque una fuerza electromotriz opuesta de 1 voltio.
Un transformador o dos circuitos magnéticamente acoplados tendran inductancia mutua equivalente a un HENRIO cuando un cambio de 1 amperio/segundo en la corriente del circuíto primario induce tensión equivalente a 1 voltio en el circuito secundario.4
https://www.bricopage.com/inductancias.html4

Capacitancia
1 ¿Qué es capacitancia?

Se define como la razón entre la magnitud de la carga de cualquiera de los conductores y la magnitud de la diferencia de potencial entre ellos.

La capacitancia siempre es unacantidad positiva y puesto que la diferencia de potencial aumenta a medida que la carga almacenada se incrementa, la proporción Q / V es constante para un capacitor dado. En consecuencia la capacitancia de un dispositivo es una medida de su capacidad para almacenar carga y energía potencial eléctrica.

La capacitancia tiene la unidad del SI coulomb por volt. La unidad de capacitancia del SI es el farad (F), en honor a Michael Faraday.

CAPACITANCIA = 1F = 1 C

La capacitancia de un dispositivo depende entre otras cosas del arreglo geométrico de los conductores

2 ¿Qué es un capacitor?

Considere dos conductores que tienen una diferencia de potencial V entre ellos. Supongamos que tienen cargas iguales y opuestas. Una combinación de este tipo se denomina capacitor.
Un capacitor se compone de dos conductores aislados eléctricamente uno del otro y de sus alrededores.

¿Cuales son los tipos de capacitores?

Los capacitores comerciales suelen fabricarse utilizando laminas metalicas intercaladas con delgadas hojas de papel impregnado de parafina o Mylar, los cuales sirvan como material dieléctrico. Estas capas alternadas de hoja metalica y dieléctrico después se enrollan en un cilindro para formar un pequeño paquete.


Un capacitor electrolítico se usa con frecuencia para almacenar grandes cantidades de carga a voltajes relativamente bajos. Este dispositivo consta de una hoja metalica en contacto con un electrolito, es decir, una solución que conduce electricidad por virtud del movimiento de iones contenidos en lasolución.5


https://html.rincondelvago.com/capacitancia_1.html5

Potencia eléctrica
La potencia eléctrica se transmite por líneas sobre torres, como éstas en Brisbane, Australia.

La potencia eléctrica es la relación de paso de energía por unidad de tiempo; es decir, la cantidad de energía entregada o absorbida por un elemento en un tiempo determinado (p = dW / dt). La unidad en el Sistema Internacional de Unidades es el vatio o watt, que es lo mismo.

Potencia en corriente continua

Cuando se trata de corriente continua (CC) la potencia eléctrica desarrollada en un cierto instante por un dispositivo de dos terminales, es el producto de la diferencia de potencial entre dichos terminales y la intensidad de corriente que pasa a través del dispositivo. Por esta razón la potencia es proporcional a la corriente y a la tensión. Esto es


Donde I es el valor instantaneo de la corriente y V es el valor instantaneo del voltaje. Si I se expresa en amperios y V en voltios, P estara expresada en watts (vatios). Igual definición se aplica cuando se consideran valores promedio para I, V y P.

Potencia en corriente alterna

Cuando se trata de corriente alterna (AC) sinusoidal, el promedio de potencia eléctrica desarrollada por un dispositivo de dos terminales es una función de los valores eficaces o valores cuadraticos medios, de la diferencia de potencial entre los terminales y de la intensidad de corriente que pasa a través del dispositivo.

Potencia compleja

La potencia compleja (cuya magnitud se conoce como potenciaaparente) de un circuito eléctrico de corriente alterna, es la suma (vectorial) de la potencia que disipa dicho circuito y se transforma en calor o trabajo(conocida como potencia promedio, activa o real) y la potencia utilizada para la formación de los campos eléctrico y magnético de sus componentes que fluctuara entre estos componentes y la fuente de energía (conocida como potencia reactiva).6



Potencia activa

Es la potencia que representa la capacidad de un circuito para realizar un proceso de transformación de la energía eléctrica en trabajo. Los diferentes dispositivos eléctricos existentes convierten la energía eléctrica en otras formas de energía tales como: mecanica, lumínica, térmica, química, etc. Esta potencia es, por lo tanto, la realmente consumida por los circuitos.
Se designa con la letra P y se mide en vatios (W). De acuerdo con su expresión, la ley de Ohm y el triangulo de impedancias

Resultado que indica que la potencia activa es debida a los elementos resistivos.

Potencia reactiva

Esta potencia no tiene tampoco el caracter realmente de ser consumida y sólo aparecera cuando existan bobinas o condensadores en los circuitos. La potencia reactiva tiene un valor medio nulo, por lo que no produce trabajo necesario. Por ello que se dice que es una potencia desvatada (no produce vatios), se mide en voltiamperios reactivos (VAR) y se designa con la letra Q.


Lo que reafirma en que esta potencia es debida únicamente a los elementos reactivos.
https://es.wikipedia.org/wiki/Potencia_eléctrica6