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Carrera de Arquitectura y Ing. Industrial

Electrotecnia 2 y Equipamiento de Edificios II (TEM302)

PRACTICO 2 (Conceptos de electricidad) El átomo 1.- nombre tres componentes básicos de un átomo: a. molécula, materia y protón b. protón, elemento y neutrón

c. electrón, protón y neutrón d. electrón, protón y molécula

2.-. ¿cuál es la carga de un electrón? a. positiva b. neutra

c. negativa d. ninguna de las anteriores

3.- ¿Cómo se denominan las subpartículas atómicas contenidas en el núcleo del átomo? a) Protones y neutrones c) Neutrones b) Electrones y neutrones d) Isótopos 4.- Los electrones se encuentran girando alrededor del núcleo, tienen una masa aproximada a) 2000 veces menor que la de los c) 200 veces menor que la de los protones protones b) 2000 veces mayor que la de los d) igual a la de los protones protones 5.- ¿Qué partículas subatómicas situadas en el núcleo no tienen carga eléctrica aparente? a) Los protones c) Los neutrones b) Los isótopos d) Los neutrógenos 6.- Señala las afirmaciones correctas. a) En valor absoluto, la carga de un electrón y de un protón son iguales. b) La carga de un protón y de un neutrón son iguales en valor absoluto. c) El protón tiene carga negativa. d) La masa de un neutrón y de un protón son muy diferentes. e) La masa de un electrón es muy superior a la de un neutrón. 7-. ¿Dónde se encuentra cada partícula subatómica? a) El electrón se encuentra en el núcleo. b) El neutrón se encuentra en la corteza.

c) El neutrón se encuentra en el núcleo. d) El protón se encuentra en la corteza

8.- Distribución de la carga eléctrica en el átomo. a) La carga eléctrica del núcleo es positiva. b) La carga eléctrica del núcleo es negativa. c) La carga eléctrica de la corteza es positiva. d) La carga eléctrica de la corteza es neutra.

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9.- Escribe en los espacios en blanco las palabras adecuadas. Atraen repelen

electrones

libre

núcleo

negativa

negativo

neutra

neutrones

positiva

La materia está formada por átomos, los átomos están formados por protones, neutrones y

.

Los protones tienen carga eléctrica , los electrones tienen carga eléctrica y los , en cambio, carecen de carga. Los protones y los neutrones forman el núcleo o centro del átomo. Los

electrones

giran

alrededor

del

como

si

fuesen

planetas

alrededor

del

Si un átomo tiene el mismo número de protones que de electrones, tiene una carga eléctrica Cuando un electrón se sale de su órbita, es llamado electrón ahora

sol. .

. Esto significa que el átomo tiene

carga

.

Los electrones libres pueden unirse a otro átomo y hacer que el balance de su carga sea

.

Los átomos con la misma carga se , pero los átomos con diferente carga se . Los electrones libres pueden ser atraidos por átomos donde falta un electrón. Cuando esto ocurre continuamente, estos

en movimiento constituyen lo que llamamos la corriente eléctrica.

11.- Si el número atómico es 17: a. El átomo tendrá _____ electrones si el átomo es neutro. b. El átomo tendrá _____ electrones si el átomo tiene de carga +2. c. El átomo tendrá _____ electrones si el átomo tiene de carga -2. 12.- Rellena lo que falta: a. Si un átomo tiene de carga +3 y contiene 25 electrones, su número atómico es_____. b. Si un átomo tiene de carga -2 y contiene 15 electrones, su número atómico es_____. c. Si un átomo es neutro y contiene 35 electrones, su número atómico es 13.- El hierro tiene de número atómico 26 y de número másico 55. Las partículas del átomo neutro son: a. Número de protones _____. b. Número de electrones_____. c. Número de neutrones _____. 14.-. El plomo (Pb) tiene de número atómico (Z) 82 y de número másico (A) 207. Las partículas del átomo neutro son: a. Número de protones _____. b. Número de electrones _____. c. Número de neutrones _____.

16.- Dibujar la estructura atómica de: a) cobre

b) mercurio

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c) oxigeno

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d) helio

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Conductores, Aisladores y semiconductores 1.- Coloque verdadero (V) o falso (F) ( ) a.- El cuerpo humano es conductor de electricidad. ( ) b.- El cobre no puede conducir electricidad. ( ) c.- La arcilla es un material aislante. ( ) d.- El alto voltaje mata a una persona. ( ) e.- La presión del agua es equivalente al voltaje de la electricidad 2.- Cuestionario sobre conductores a.- ¿Cuál es la función de los conductores? b. ¿ Cual es el símbolo eléctrico de los conductores? c. ¿Cómo esta constituido un cable? d.- ¿Cuál es el material conductor mas utilizado en la fabricación de cables? ¿y el aislante? e.- ¿Que es un cable unifilar? ¿ y un cable multifilar? f.- ¿Define: cable monopolar, cable bipolar, cable multipolar

Magnitudes eléctricas corriente, voltaje, resistencia 1. Cuestionario sobre resistencia eléctrica y su medida a) La resistencia eléctrica, facilita o dificulta el paso de la corriente por los circuitos? b) ¿Qué unidad se utiliza para medir la resistencia? ¿Cuál es su abreviatura? c) ¿Cómo se llama el instrumento empleado para medir resistencias? Dibuja su símbolo d) Cita dos componentes que tengan mucha resistencia eléctrica y dos que tengan poca. e) para medir la resistencia de una lámpara ¿debe estar encendida? f) para medir la resistencia de un motor de juguete ¿debemos tenerlo conectado a la pila 2. Cuestionario sobre intensidad a) Que es la corriente eléctrica b) Hay dos tipos de corriente eléctrica, ¿Cuáles son? ¿Por qué se caracterizan? c) ¿Qué nos indica la intensidad de la corriente eléctrica? d) ¿Qué unidad se utiliza para medir la intensidad eléctrica? ¿Cuál es su abreviatura? e) ¿Cómo se llama en instrumento empleado para medir la intensidad ¿ ¿ como se conecta? Dibuja su símbolo. 3. Cuestionario sobre tensión eléctrica y su medida a) b) c) d)

¿Que es la tensión eléctrica? ¿Qué unidad se utiliza para medir la tensión eléctrica? ¿Cuál es su abreviatura? ¿Cómo se llama el instrumento empleado para medir tensiones? Dibuja su símbolo. ¿Qué significa que, al medir la tensión de una pila, nos diera 0 V?

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4. complete la siguiente tabla de las magnitudes eléctricas

5º Responde a las siguientes preguntas: a) ¿Cuantos milivoltios son 20V? b) ¿Cuántos miliamperios son 2,3A? c) ¿Cuántos kilovoltios son 1.245V?

d) ¿Cuántos amperios son 1,3kA? e) ¿Cuántos ohmios son 2,5MΩ?

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Resistencia Eléctrica 6-. Si la resistividad del cobre es de 0.017[Ωmm²/m] y tenemos una bobina de cable de 200 m de longitud y 1,5 mm2 de sección, ¿cuál será la resistencia de la bobina?. 7.- De la bobina anterior hemos gastado unos cuantos metros, pero no sabemos lo que queda. Al medir con un óhmetro, obtenemos una resistencia de 2Ω. ¿Podrías decir cuántos metros de cable quedan en la bobina?.

Circuito eléctrico, elementos del circuito, ley de Ohm. 1. Cuestionario sobre ley ohm? a. ¿Qué dice la ley de Ohm? b. Si se aumenta la tensión que se le aplica al circuito. ¿Qué le sucederá a la intensidad de la corriente eléctrica que circula por él? ¿y si se disminuye la tensión? c. Si se reduce la resistencia de un circuito, ¿Qué le sucederá a la intensidad de la corriente eléctrica que circula por él?¿y si se aumenta la resistencia? d. ¿Qué pasa si un circuito no tiene resistencia?¿y si tiene una resistencia infinita? e. ¿Cuál es la expresión matemática de la ley de Ohm? 2.- Dados los siguientes circuitos, calcula las magnitudes incógnita aplicando la ley de Ohm.

3.- Dados los siguientes circuitos, calcula las magnitudes incógnita, y Calcula la potencia consumida en la resistencia.

II. Esquemas de circuitos eléctricos? 4. Representa mediante un esquema y empleando símbolos normalizados los siguientes circuitos, e indica de cada uno si se trata de un circuito serie, paralelo o mixto.

5) ¿por qué en el circuito 3 las lámparas lucen más que en el circuito 2? 6.- Indicar que lámparas se ilumina en cada caso al pulsar los pulsadores: a) S1 (Sol.: no se enciende ninguna de las luminarias) b) S2 c) S1 y S2 d) S1 y S3 e) S1 y S2 y S3 f) S2 y S3 7.- Indicar que lámparas se ilumina en cada caso al pulsar los pulsadores: a) S1 d) S2 i) S3 b) S1 y S2 e) S1 t S3 j) S1 y S4 c) S2 y S3 f) S3 y S4 k) S2 y S4 d) S1 y S2 y S3 g) S3 y S2 y S4 c) S1 y S3 y S4 h) S1 y S2 y S3 y S4

8.- Mediante tres pulsadores y tres lámparas diseñar un circuito para que: Si pulsamos S1 se enciende H1 Si pulsamos S1 y S2 se enciende H1 y H2, pero si pulsamos sólo S2 no se enciende H2 Si pulsamos S1 y S2 y S3 se enciende H1 y H2 y H3, pero si pulsamos sólo S3 no se enciende H 3 9.- Diseñar un circuito para que:  Si el conmutador está en una posición se enciende la lámpara H1 al pulsar S1 y S2 a la vez 

Si el conmutador está en la otra posición suena un timbre cuando se pulse cualquiera de dos pulsadores S3 ó S4

Se dispone de 4 pulsadores 1 conmutador, una lámpara, un timbre y una pila

10.- Un matrimonio tiene tres hijos y ha instalado un pulsador en cada una de las habitaciones y (un zumbador y 3 bombillas marcadas hijo1, hijo2, hijo 3 en el living) para conseguir lo siguiente: Cada vez que cualquiera de los hijos pulsa el pulsador suena una señal acústica única (un solo zumbador), y se enciende una bombilla, dependiente de que hijo ha pulsado el pulsador. Diseñar un circuito para hacerlo funcionar. Se dispone del siguiente material: Tres pulsadores, tres bombillas, un zumbador y la fuente de alimentación.

11.- Punto de luz conmutado. Diseñar un circuito para encender y apagar tres lámparas en paralela desde dos sitios distintos, mediante dos conmutadores.

12.- Punto de luz conmutado. Diseñar un circuito para encender y apagar tres lámparas en paralelo desde tres sitios distintas, mediante dos conmutadores y llave de cruce.

13.- Una enfermera tiene que atender la llamada de cinco habitaciones, además, quiere enterarse de la llamada de una habitación por una señal luminosa (lámpara) y en otros casos quiere que sea mediante un timbre. Diseñar el circuito correspondiente mediante: Una pila, 5 pulsadores, un conmutador una lámpara y un timbre.

Potencia y energía eléctrica. 1º ¿Cuántos vatios consume una resistencia de 125Ω alimentada por una pila de 25V?

2º Si por una resistencia de 100Ω pasa una corriente de 2A, ¿cuántos vatios de potencia consumirá?

3º Hemos conectado una resistencia a una pila de 12V. No sabemos el valor de la resistencia, pero hemos medido con un amperímetro la intensidad que circula por la resistencia, siendo ésta de 2 A. ¿Cuál será la potencia consumida por la resistencia?.

4º Realiza las siguientes conversiones, pasando: a) 25W a mW b) 100kW a W

c) 150mW a W d) 2.350W a kW 5º Tenemos un calefón eléctrico que consume 2.000W, y la tenemos encendida durante 1 hora para calentar el baño. Suponiendo que el kW·h tenga un precio de 0,90 Bs, ¿cuánto nos va a costar tenerla encendida durante ese tiempo?

6º Si consideramos el mismo precio del kW·h que en el ejercicio anterior, y resulta que hemos puesto en marcha un aparato que no sabemos su potencia en W, y que nos ha costado 30 Bs tenerle encendido durante 10h. ¿Sabrías decir, cuántos vatios de potencia tiene ese aparato?. Si además lo hemos conectado a 230V, ¿cuál será su resistencia?.

7º ¿Cuántas horas tendremos que tener encendida una televisión de potencia 150W, para que la Compañía Eléctrica nos cobre lo mismo que nos cobró por tener encendido 8 horas el calefactor del ejercicio 5?. Supondremos el mismo precio del kWh.

8º. ¿Cuanta energía consume una linterna que funciona a una pila de tensión de 4 V. y por la que circula una intensidad de 3amperios durante 2 horas?(pon la unidad abreviada)

9.- Calcular el costo económico por año que supone mantener una lámpara de 200W de potencia conectada todos los días del año durante 4 horas, si el costo del KWh es 0,90 Bs/KWh.

10.- Para tener una habitación de casa fresca conectamos un A. Aire de 0.9 kW durante 3 horas todos los días, calcular el gasto en Bs. que hacemos al mes si el kWh lo pagamos a 0,90 Bs .

11.- Calcular el gasto mensual (20 días) por consumo de la luz de una aula de clase si la dejamos encendida 6 horas al día. Suponemos 12 tubos fluorescentes de 36 W cada uno, si el KWh lo pagamos 0,75 Bs.

12. Calcular el valor de la resistencia del filamento de una bombilla de 40 W a 220 V.

13. Una bombilla tiene la siguiente inscripción: 40 W, 220 V. Calcular la potencia que disipará cuando se la conecte a 125 V, suponiendo que la resistencia no varíe con la temperatura.

14. Una plancha tiene una potencia de 700 W cuando se conecta a 220 V a) ¿Cuál es su resistencia eléctrica? b) ¿Cuánto dinero se gasta al estar planchando 2 horas, conectada a 220 V? c) ¿Cuál sería la potencia consumida si se conecta a 125 V, suponiendo que la resistencia no varíe con la temperatura?. Utilizar como precio del kW h, 0,90 Bs/kWh 15.- Potencia en Corriente Alterna: a) Calcular la potencia Activa, Reactiva y Aparente de cada equipo b) calcular el consumo de energía eléctrica de cada equipo y el total por mes c)Si el costo unitario de energía es 0,90 Bs/kWh calcular el costo por consumo de energía de cada equipo por mes

I1

I2

IT P1=5500 W

+

E= 220 V

-

P2=300 W R2=

R1=

cos2=0.80

cos1=0.99 Nota:

La ducha funciona a diario de 7:30 a 8:00 y el ventilador de 14:00 a 18:45

16.

a) Cada Alumno debe dibujar el plano arquitectónico de tu casa b) Indicar en el plano los equipos eléctricos que tienes en tu casa, indicando en el mismo la potencia de cada equipo c) Calcular el consumo de energía de cada equipo que tienes en tu casa por mes d) Calcular la potencia total y la energía total de tu casa por mes. (Como modelo puedes utilizar la siguiente tabla, aumentando los locales necesarios ) EQUIPOS Tiempo Func.

Local

NOMBRE

LUMINARIAS dormitorio 1 TV 32" RADIO A. AIRE 9000 BTU

Baño 1

Sala dormitorio 2

LUMINARIAS DUCHA ELECTRICA SECADORA PELO

POTENCIA TOTAL (W)

ENERGIA kWh/mes

(h/mes) 300 300 120 900

30 30 30 20

9 9 3,6 18

60 5500 200

80 30 30

4,8 165 6

Circuitos básicos Serie, Paralelo y Mixto. 1 Cuestionario sobre conexión en serie de receptores 1. ¿Cómo se conectan dos más receptores en serie (has un dibujo)?

2. Dibuja el esquema eléctrico y mediante símbolos un circuito, alimentado por una pila de 9 V, que tenga un motor, una bombilla y un zumbador conectados en serie.

3. ¿Qué pasa si un receptor, conectado en serie a otros receptores, se avería?¿Por qué? Pon un ejemplo.

4. En un circuito que tiene 3 bombillas en serie y una pila de 9 V. ¿Qué tensión recibe cada bombilla? ¿Por qué?

2. Cuestionario sobre conexión en paralelo de receptores: 1. ¿Cómo se conectan dos o más receptores en paralelo?

2. Dibuja un circuito (de aspecto real y el esquema eléctrico) que tenga 3 bombillas conectadas en paralelo.

3. En un circuito que tiene 3 bombillas en paralelo, ¿Qué ocurre si una de ellas se funde?¿Por qué?

4. Pon 2 ejemplos, diferentes a los que salen en esta miniunidad, de receptores conectadas en paralelo.

5. ¿Por qué se descarga más rápida una pila o una batería con muchos receptores (cargas) en paralelo?

6. ¿Por qué están conectados en paralelo los electrodomésticos de una vivienda?

3. Cuestionario sobre conexión mixta o (serie – paralelo) a) ¿Qué es una conexión mixta? ¿Qué otro nombre recibe?

b) dibuja un circuito (el aspecto real y el esquema eléctrico) que tenga 5 bombillas en conexión mixta

Aplicación de Propiedades serie paralelo

1. El amperímetro 1 de la figura marca 6 A. ¿Cuánto marcará el 2? 2. En el circuito de la figura el amperímetro 1 marca 8 A y el amperímetro 2 marca 3 A. ¿cuánto marcarán los otros amperímetros?

3. En el circuito de la figura, pasa por el punto b una corriente de 4 A y por n, otra corriente de 2 A. ¿Qué corriente pasará por los restantes puntos? Razona la respuesta.

Ejercicios resistencias en serie 1. Un circuito comprende tres resistencias en serie. Los valores de estas resistencias son: R1 = 26 Ω ; R2 = 5 Ω y R3 = 8 Ω. En bornes de R1 hay 3 V(caída de voltaje en R1). ¿Cuál es la tensión de alimentación?. Solución: I = 0,115 A; U = 4,5 V

2§ Cual es la intensidad que atraviesa un circuito serie comprendido por R 1 = 12 Ω; R2 = 8 Ω y R3 = 16 Ω, si la tensión del circuito es de U = 36 V. Solución: I = 1 A

3§ Una resistencia R1 está en serie con otras dos resistencias R 2 = 6 Ω y R3 = 7 Ω. Cuál es el valor de R1 si U = 60 V y la tensión de R 2 es de 12 V?. Solución: R1=17Ω

4§ ¿Cuál es la resistencia total de un circuito serie comprendido por R 1 = 2 Ω, R2 = 4 Ω y R3 = 9 Ω.?. Solución: R = 15 Ω

5§ Un circuito comprende tres resistencias en serie. Los valores son respectivamente: R1 = 3 Ω; R2 = 8 Ω y R3 = 4 Ω. La intensidad absorbida por R 2 es de IR2 = 3A. ¿Cuál es la tensión de alimentación? Solución: U = 45 A

6§ Un circuito serie está compuesto por dos resistencias. Por la resistencia R 1 circulan 4 A cuando en sus bornes hay 20 V. ¿Si la tensión del circuito es de 48 V. Cuánto vale R2?. Solución: R2 = 6 Ω

7§ En un circuito hay dos resistencias, una resistencia de 100 Ω y otra de 500 Ω. ¿En cuál habrá una caída de tensión mayor? ¿Por qué?.

V Ejercicios resistencias en paralelo 1- Calcula el circuito equivalente de tres resistencias conectadas en paralelo cuyos valores son: R1= 20 Ω, R2= 30 Ω y R3= 24 Ω. Solución: RT = 8 Ω

2- Un circuito está compuesto por dos resistencias en paralelo R 1= 15 Ω y R2= 24 Ω. Si está conectado a una tensión de 30 Voltios. Calcula la intensidad total. Solución: IT = 3,25 A

3- ¿Cuál es la intensidad total de un circuito comprendido por R 1= 7 Ω y R2= 12 Ω conectados en paralelo si IR1= 6 A ? Solución: IT = 9,5 A

4- Un circuito comprende R1= 4 Ω, R2= 8 Ω y R3=8 Ω conectadas en paralelo. La corriente total es de 14 A. ¿Cuáles son las intensidades I R1, IR2, IR3, y la d.d.p. en bornes (voltaje de la fuente) ? Solución: IR1 = 7 A; IR2 = 3,5 A; IR3 = 3,5 A; U = 28 V

5- ¿Qué resistencia tendremos que conectar en paralelo con otra de 7 Ω para obtener una resistencia equivalente de 5 Ω ? Solución : 17,5 Ω

6- ¿Por qué‚ resistencia habrá que reemplazar tres resistencias cuyos valores son:R1 = 571 Ω; R2 = 448 Ω y R3 = 67 Ω montadas en paralelo, si no se quiere modificar la corriente que atraviesa el circuito ? Solución RT = 52,88 Ω

7- En un circuito de radio, tres resistencias montadas en paralelo presentan una resistencia equivalente de 4 Ω. Desgraciadamente, solo conocemos el valor de dos de ellas 15 y 12 Ω. ¿Cuál será el valor de la tercera ? Solución: RT = 10 Ω .

Ejercicios resistencias en serie y paralelo (mixto) 1. En el circuito de la figura a) calcular la intensidad que pasa por la resistencia de 6 Ω. b) Calcular la diferencia de potencial entre los extremos de la resistencia de 4 Ω.

2. Calcula la resistencia equivalente de los circuitos 1, 2, 3 y 5 Solución: Circuito Nº 1 RT = 3,75 Ω Circuito Nº 2 RT = 4 Ω

3. En el circuito de la figura 7, calcula la d.d.p. y la corriente que lo atraviesa Solución: U = 4,5 V; IT = 0,75 A

4.

En el circuito de la figura 8, calcula R1. Solución: R1 = 4 Ω

5.

En el circuito de la figura 9, calcula R3 Solución: R3 = 20 Ω

Generadores 1. Cuestionario sobre generadores a.- ¿Qué función hacen los generales?

b.- ¿Cuáles de los siguientes componentes eléctricos son generadores? Motor, pila, interruptor, cable, dinamo de bicicleta, célula solar, pulsador, bombilla.

c.- Haz un dibujo de los tipos de pilas más comunes e indica qué tensión eléctrica tiene y cuales son sus aplicaciones.

d. ¿Qué nos indica la tensión eléctrica ¿En qué unidad se mide? ¿De dónde proviene el nombre de esta unidad de medida?

e.- ¿Cuál es el símbolo eléctrico de la pila?

f. ¿Qué son los bornes de conexión? ¿Dónde están los bornes de conexión de una pila cilíndrica? Haz un dibujo que lo indique

g. ¿Qué es un cargador de pilas? Pon dos ejemplos en los que pueda resultar útil.

h.- ¿Las pilas usadas se tiran a la basura? ¿Por qué? 2. Cuestionario sobre conexión de generadores en serie 1. ¿Cómo se conectan dos o más generadores en serie?

2. Dibuja el esquema eléctrico de 3 pilas conectadas en serie

3. Cuando se conectan varios generadores en serie, ¿cómo se calcula la tensión resultante?

4. Pon 3 ejemplos de aparatos portátiles que tengan pilas conectadas en serie.

5. ¿a que tensión está sometida la bombilla de la linterna del dibujo?

6. ¿Qué linternas iluminas más? Los que tiene 2 pilas conectadas en serie, o las que tiene 3 pilas?

7. ¿Cómo es una pila petaca por dentro?¿que tensión suministra?¿Por qué?

8. ¿Por qué se conectan las células solares en serie?

9. Indica si los siguientes generadores están conectadas, o no en serie:

3. Cuestionario sobre conexión de generadores en paralelo a) ¿Cómo se conectan dos o más generadores en paralelo?

b) Dibuja el esquema eléctrico de 3 pilas conectadas en paralelo

c) Cuando se conectan varios generadores en paralelo, ¿Cuál es la tensión resultante?

d) ¿Cuál es la principal ventaja de conectar pilas o baterías en paralelo?

e) ¿Cuál de las dos bombillas lucirá con más intensidad? ¿Por qué?

f) ¿Por qué se conectan los centrales eléctricos en paralelo?

g) Indica si los siguientes generadores están conectados, o no, paralelo.