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FUNDAMENTOS BÁSICOS DE ELECTRICIDAD 
 
 
1. GENERALIDADES DE LA ENERGÍA 
 
1.1 LA ENERGÍA 
¿Qué es la energía? 
Se puede concebir como el nivel de capacidad que tiene un cuerpo en un determinado instante para 
realizar un trabajo. 
Una ley fundamental enuncia que “la energía no se crea ni se destruye, únicamente se transforma”. 
Esto significa que, la suma de todas las energías sobre una determinada frontera siempre permanece 
constante. 
La energía es el alimento de toda actividad humana: mueve nuestros cuerpos e ilumina nuestras 
casas, desplaza nuestros vehículos, nos proporciona fuerza motriz y calor, etc. 
 
1.2 ENERGÍA PRIMARIA 
 
Son las que proceden de fuentes naturales que pueden ser utilizadas directamente, como es el caso 
del carbón, petróleo bruto, gas natural, energía hidráulica, solar, nuclear, etc. 
 
1.3 ENERGÍA SECUNDARIA 
 
Son las obtenidas a partir de la transformación de fuentes naturales: gasolina, electricidad, briquetas 
de carbón, etc. 
 
1.4 ENERGÍA UTIL 
 
Es la energía de uso final es decir, la que se utiliza como la luz, el calor, la energía química en una 
batería, etc. 
 
2. CONCEPTOS GENERALES DE ELECTRICIDAD 
 
2.1. LA ENERGÍA ELÉCTRICA 
 
¿Qué es la corriente eléctrica? 
 
Es el fenómeno por el cual se produce el movimiento de cargas eléctricas en un conductor. 
 
Intensidad de corriente (I), es el valor de la cantidad de electricidad (número de electrones) que pasa 
por el conductor. La unidad de Intensidad de Corriente es el Amperio que se define como el paso a 
través de la sección transversal de un conductor de 6.2 x 1018 electrones en un segundo. 
 
2.2. TIPOS DE CORRIENTE 
 
- Corriente continua (DC): Fluye siempre en la misma dirección y con la misma intensidad. 
- Corriente alterna (AC): Fluye primero en una dirección y luego en sentido inverso haciendo lo 
que se conoce como un ciclo de corriente alterna. La velocidad con que se repite en ciclo se 
denomina frecuencia. 
 
¿Cómo se puede valorar la corriente alterna si su sentido y magnitud cambian 
constantemente? 
Se mide por su valor eficaz, es decir por el valor que corresponde al de la corriente continua que 
realiza el mismo trabajo, y es aproximadamente igual a 0.7 de la amplitud, es decir del valor máximo. 
 
maxmax 707.02/ IIII rmseficaz === 
 
Los valores eficaces son los que se emplean en la práctica y los que indican generalmente los 
instrumentos de medición. 
 
2.3 TENSION ELÉCTRICA 
 
Es la fuerza que impulsa a los electrones en un conductor. A la Tensión Eléctrica también se le conoce 
como diferencia de potencial. La unidad de la tensión eléctrica es el VOLTIO que representa la 
entrega de la energía de un Joule para producir un flujo de 6.2x1018 electrones/segundo entre 2 
puntos. 
2.4 RESISTENCIA ELÉCTRICA 
 
La resistencia ( R ) de un conductor depende no sólo de las propiedades del material (ρρρρ) sino también 
de otros parámetros: 
- Las dimensiones del conductor, es decir de la sección ( S ) y la longitud ( l ). 
- La temperatura ( T ), a mayor T, mayor R. 
R = ρρρρ l / S 
 
La unidad de la Resistencia Eléctrica es el Ohmio. 
 
2.5 LEY DE OHM 
 
La corriente en una parte del circuito es directamente proporcional a la tensión en ella e inversamente 
proporcional a su resistencia. 
 
I = V / R 
 
Donde: I : Intensidad eléctrica 
V: Tensión eléctrica 
R: Resistencia eléctrica 
 
2.6 INDUCTANCIA ELÉCTRICA 
 
Un conductor recto tiene una inductancia relativamente pequeña, pero si el mismo se enrolla en forma 
de bobina su inductancia aumenta y al mismo tiempo aumenta la resistencia. 
Por otra parte, si aumenta la frecuencia (f) de la corriente, la resistencia inductiva también aumenta. 
La unidad de la Inductancia Eléctrica (L) es el Henrio (H). 
Resistencia inductiva (en Ohmios): 
 
 XL = 2 π f L 
 
2.7 CAPACITANCIA ELÉCTRICA 
 
Un condensador o capacitancia consta de dos láminas conductoras separadas por un material 
dieléctrico. 
El condensador de modo semejante a la resistencia y a la bobina, ofrece resistencia a la corriente 
alterna, pero diferente a las corrientes de distintas frecuencias (f). 
La unidad de la capacitancia eléctrica (C) es el Faradio (F). 
 
Resistencia capacitiva (en Ohmios): 
 
 XC = 1 / 2 π f C 
 
 
2.8 IMPEDANCIA ELECTRICA 
 
 Z = ( R2 + X2 ) 1/2 
 
 
2.9 POTENCIA ACTIVA ( P ) 
 
Es la potencia útil, capaz de producir calor o trabajo, la que se aprovecha en forma efectiva en un 
aparato calefactor, en un motor, etc. 
 
De manera general: P = V . I 
 
En corriente alterna las ecuaciones que se aplican son: 
 
Sistema monofásico: P = V.I. cosϕϕϕϕ 
 
Sistema trifásico: ϕcos3 IVP = 
 
Donde ϕϕϕϕ es el ángulo de desfasaje entre la tensión y la corriente. 
 
 
2.10 POTENCIA REACTIVA ( Q ) 
Es la potencia necesaria para establecer el campo magnético en las máquinas eléctricas construidas 
con elementos inductivos. 
Las ecuaciones que se aplican son: 
Sistema monofásico: Q = V.I. senϕϕϕϕ 
Sistema trifásico: ϕsenIVQ 3= 
 
2.11 POTENCIA APARENTE ( S ) 
 
Es la suma fasorial de las potencias activa y reactiva. 
 S = ( P2 + Q2 ) 1/2 
 
Sistema monofásico: S = V.I 
 
Sistema trifásico: IVS 3= 
 
2.12. ELEMENTOS LINEALES 
En los circuitos eléctricos se tienen los siguientes elementos: 
 
Elementos resistivos 
Resistivo : R en Ohmios 
 
Elementos reactivos 
Capacitivo : XC = 1 / 2 π f C en Ohmios 
 
Inductivo : XL = 2π f L en Ohmios 
 
f - frecuencia 
C - capacitancia 
L - inductancia 
 
Tipos y Fuentes de Corriente 
Continua.- Pilas convencionales, baterías, generadores de corriente continua. 
Alterna.- Generadores síncronos de las centrales eléctricas, las mismas que pueden ser hidráulicas, 
térmicas, eólicas, 
 
2.13 PRINCIPALES RELACIONES : 
Potencia en C.C.: P = I.V 
 
Potencia en C.A.: 
- Monofásico: P = I.V. cos ϕ 
 
- Trifásico: 
Pot. Activa P = 1.73 I.V. cos ϕ 
 
Pot. Reactiva Q = 1.73 I.V. sen ϕ 
 
Pot. Aparente: )(
22 QPS += 
 
 
 S Q 
 S (VA) 
 
 P (WATT) 
 
 Q (VAr) 
 
 
 P 
ϕ 
Fig. I.2.1 
 
 
2.14 CONSUMOS LINEALES 
Los consumos lineales se clasifican como: 
Resistivos : planchas, termas, lámparas incandescentes 
 
Fig. I.2.2 
 
Inductivos : motores, lámparas fluorescentes, 
 
Fig. I.2.3 
 
Capacitivos : condensadores. 
 
Fig. I.2.4 
R
V
C
I
ϕ
V V
t
V,I
+
-
I
R
V,I
V
t
I
x
V,I
V
t
Período
Vm
2.15 CONSUMOS NO LINEALES 
- Equipos basados en dispositivos de la electrónica de potencia, como diodos, transistores, 
tiristores. 
- Computadoras 
- Sistemas de control 
- Artefactos electrodomésticos 
- Sistemas de regulación 
- Generan armónicos en la red eléctrica. 
 
2.16 EFECTOS DE LA DISTORSIÓN ARMÓNICA 
 
- En transformadores: sobrecalentamiento si el factor K es elevado (superior a 2.7) y la carga 
es superior a 90% de la nominal. 
 
- En condensadores: se queman si la corriente que circula por el banco es superior a 1.3 veces 
su corriente nominal. 
 
- En motores: sobrecalentamiento y vibraciones excesivas si la distorsión de tensión es superior 
al 5%. 
 
- En cables: sobrecalentamiento si el valor eficaz de la corriente es superior al que soporta el 
cable. 
- En equipos de cómputo: pérdida de datos y daños en componentes electrónicos debido a 
que la tensión máxima es superior al nominal. 
 
 
 
 
 
Fig. I.2.5 
 
2.17 DESCOMPOSICIÓN DE ONDAS 
 
 Ondas reales originales 
 
Corriente en la Carga
I
Tensión en la
Carga
Vcarga
R
V
X
I Vred
Tensión de la red
 
 Onda fundamental 
 Armónicos 3 y 5 
 Fundamental + armónicos 
Fig. I.2.6 
2.18 FLICKER 
 
El Flicker es una sensación fisiológica producidas por perturbaciones eléctricas. Las variaciones de 
la intensidad en la iluminación producen una sensación molesta a la vista (excepto cuando se busca 
ese efecto, por ejemplo en las discotecas). 
 
El Flicker es producido por las fluctuacionesde voltaje: las variaciones cíclicas del valor eficaz, los 
cambios aleatorios, y los cambios de voltaje momentáneos. 
 
Los cambios bruscos de carga (Flicker) ocasionado por algunos aparatos con perfil de carga 
interrumpido pueden ser en forma más o menos regular y van a variar la tensión de la red de un nivel 
a otro. Estas variaciones pueden ser también aleatorias y muy rápidas (por ejemplo, equipos que 
usan el efecto de arco - máquinas de soldar, hornos de arco). La regulación de tensión que repone el 
nivel de tensión, luego de un intervalo de tiempo no elimina el Flicker. 
 
El daño causado por el efecto Flicker (oscilaciones) es deteriorar la calidad de la tensión, sin 
embargo la mayoría de equipos que tienen una constante de tiempo propia considerable no perciben 
este cambio. El efecto Flicker tiene una mayor influencia en la iluminación, cuando la variación del 
flujo luminoso de las lámparas causa cansancio en la visión. 
 
Las continuas variaciones del flujo luminoso, que crean una considerable molestia, no dependen de 
la forma de la variación (senoidal, rectangular, etc.) sino de la frecuencia de repetición de las 
variaciones; por lo tanto se pueden sacar conclusiones de un análisis a las variaciones senoidales. 
 I 3 m I 5 m
I 1 m
Las variaciones en la iluminación con frecuencias de 100 Hz en lámparas alimentadas con corrientes 
de frecuencia 50 Hz no son notados por el ojo. Si la frecuencia de los cambios de luminancia 
disminuyen, entonces los ojos se hacen más sensibles, tan pronto su amplitud supere un 
determinado pico, este pico disminuye y pasa por un mínimo a una frecuencia cercana a los 20 Hz y 
luego nuevamente aumenta. 
 
El mínimo corresponde a una tensión senoidal con frecuencia 10 Hz y una amplitud relativa igual a 
0.3 %. De esta forma se pueden construir curvas de datos iguales, similares a una curva punta. 
 
El daño ocasionado por el Flicker se mide con ayuda de un instrumento llamado Flicker meter, que 
es un filtro lineal cuya curva de daño es una curva del conjunto lámpara - ojo. A la salida de este 
filtro la tensión se mide con un voltímetro que consta de un contador que envía impulsos cuya 
cantidad en un minuto se imprime en una cinta de papel; de tal manera que la magnitud A se mide 
en porcentaje al cuadrado por minuto. 
 
Nota: Aunque se logra, como se menciona, detectar Flicker de tensión de magnitud 0.3%, el daño se 
detecta sólo cuando el Flicker alcanza magnitudes considerablemente mayores. En caso general se 
asume que la punta del daño alcanza 1-1.5 % para fenómenos lentos y prolongados y magnitudes 
mayores para fenómenos rápidos. 
 
Para la medición de Flickers y su predicción se requiere de indicadores estadísticos de Flicker, como 
el índice Pst que es la probabilidad a corto plazo (Probability Short Term) calculada sobre un intervalo 
de 10 minutos y el Plt que es la probabilidad a largo plazo calculado cada 2 horas , y deducidas de 
12 valores sucesivos de Pst., ya que las fuentes de Flicker pueden presentar ciclos de operación 
cortos o largos. 
 
El índice Pst es obtenido a partir de la densidad de probabilidad de los valores de sensación 
instantánea del Flicker (Cumulative Probability Function), es decir la clasificación final y la evaluación 
estadística del medidor de Flicker da el Pst 
 
El Pst se trata de una cifra sin dimensión. El valor de referencia Pst = 1 corresponde al umbral de 
irritabilidad (límite de Flicker a no sobrepasar a fin de no molestar a la persona). La curva Pst = 1 ha 
sido establecido para las variaciones rectangulares de la tensión, normalmente el caso más severo. 
 
Existen gráficas de corrección para formas de onda no rectangulares. Cuando las variaciones de 
voltaje no tienen una forma de onda característica (como por ejemplo los hornos de arco), no es 
posible utilizar métodos simples, para ello es necesario efectuar una evaluación estadística, para lo 
cual se debe tener en cuenta las siguientes consideraciones generales: 
 
- La duración de la campaña de mediciones en sitios industriales debe durar como mínimo una 
semana. 
- El lugar de la medición debe realizarse en el punto de acoplamiento. 
- Se debe calcular el Coeficiente de Propagación de Flicker hacia las redes adyacentes, 
especialmente de Baja Tensión (más de un medidor de Flicker). 
- Si la fuente de perturbación es trifásica se necesitan mediciones trifásicas. 
 
Para determinar una fuente de Flicker se debe seguir el siguiente procedimiento: 
- Medición comparativa con perturbador activo e inactivo 
Psti = [(Pst activo)3 – (Pst inactivo)3]1/3 
 
Nota: Cuando las características de la red cambian con el tiempo esta medición puede tomar 
bastante tiempo. 
 
- Correlación entre las diferentes variables eléctricas 
- Medición directa con el método diferencial 
 
3. UNIDADES DE MEDIDA DE ILUMINACIÓN 
 
3.1. FLUJO LUMINOSO 
 
Es la magnitud característica de un flujo energético que expresa su capacidad para producir una 
sensación luminosa, medida según los valores de la curva de eficiencia luminosa espectral del ojo 
humano patrón. 
Por consiguiente, el flujo luminoso (F) de una fuente que radia una cantidad de energía de una 
longitud de onda por unidad de tiempo, es dicha cantidad (Fel), afectada por el valor de eficacia Vl, 
correspondiente a esa longitud de onda, es decir: 
F = Fel.Vl 
La unidad del flujo luminoso es el lumen (lm). 
3.2. RENDIMIENTO LUMINOSO 
 
Para una fuente luminosa destinada a la iluminación, es decir a la percepción visual, su rendimiento 
luminoso K, será la relación entre el flujo luminoso y la potencia consumida para producir ese flujo, y 
se expresara en lúmenes/watt (lm/W). 
 
Así por ejemplo, una lámpara estándar de incandescencia de 100 W a 220 V, con flujo luminoso de 
1,400 lm posee un rendimiento luminoso de 14 lm/W, es decir: 
 
 K = F/P 
 
F= Flujo luminoso (lm) 
P= Potencia de la fuente de luz (W) 
 
Comprobamos así que el rendimiento luminoso de las lámparas incandescentes es muy pequeño. 
Cuando la tensión de red es más baja que la nominal, la emisión se desplaza hacia las ondas largas 
del espectro (rojo) y el rendimiento todavía es menor. 
 
El rendimiento de los tubos fluorescentes es muy superior y mucho mas aún el de las lámparas de 
descarga en vapor de sodio de baja presión, debido a que su emisión se realiza en la zona central del 
espectro visible. 
 
3.3 ILUMINANCIA 
 
Es muy importante conocer el flujo luminoso que recibe la superficie a iluminar. Se conoce como 
iluminancia E en un punto de una superficie, a la cantidad de flujo luminoso F que incide sobre una 
superficie S infinitamente pequeña que contiene a dicho punto, es decir: 
 
 E = F/S 
 
La unidad de la iluminancia es el lux (lx), que se define como la iluminancia de una superficie de un 
metro cuadrado, que recibe un flujo luminoso de un lumen uniformemente repartido, 
 
1 lx = 1 lm / 1 m2 
 
3.4 INTENSIDAD LUMINOSA 
 
Se conoce como intensidad luminosa (l), a la cantidad de flujo luminoso F emitido por una fuente 
puntual o, por unidad de ángulo sólido ω, es decir: 
 
 
1 cd = 1 lm 
 1 sr 
 
La unidad de intensidad luminosa es la candela (cd). 
 
3.5 COLOR 
 
El termino "color" describe un desequilibrio de la energía radiante visible que llega al ojo, de las 
fuentes de luz o de los objetos, es decir con desviaciones respecto a un valor medio en cada una de 
las longitudes de onda, lo que da lugar a innumerables combinaciones. 
 
 
3.6 TEMPERATURA DE COLOR 
 
Todos los objetos emiten luz si se calientan a una temperatura suficientemente elevada cambiando su 
color con el valor de esta. Según la ley del cuerpo negro, la distribución de la radiación térmica es 
función para definir la temperatura y del valor límite de aquella. 
 
Esta ley puede emplearse para la temperatura de color relativa de cualquier objeto calentado. La 
temperatura de color, aplicada a las fuentes de luz, se refiere a la temperatura absoluta en grados 
kelvin, de un cuerpo negro o radiadorcompleto, que iguale a la de la fuente en cuestión. Un cuerpo es 
negro a la temperatura normal, rojo a 800º K, amarillo a 3,000º K, blanco a 5,000º K, azul claro a 8,000 
ºK y azul brillante a 60,000ºK. Las lámparas de alumbrado de tungsteno de alumbrado general tienen, 
por ejemplo, una temperatura de color de 2,600 a 3,000º K. 
 
Técnicamente, la "temperatura de color" puede emplearse solamente para fuentes incandescentes, 
representando tanto el grado de blancura como la composición espectral de la fuente. Sin embargo, se 
emplea el término "temperatura de color aparente o correlacionada" para traducir la blancura de 
lámparas fluorescentes, lámparas de vapor de mercurio, etc. 
 
 
 
3.7 ÍNDICE DE RENDIMIENTO EN COLOR. 
 
La interpretación de la capacidad del rendimiento en color de las fuentes luminosas no ha sido 
suficientemente establecida y aceptada. Sin embargo existe desde 1,965 un standard, el índice de 
rendimiento en color, adoptado como partida para el establecimiento de unas bases uniformes para 
determinar la capacidad de rendimiento en color de las fuentes luminosas. 
 
El índice de rendimiento en color es un concepto que contiene dos dimensiones. En la primera se 
establece la temperatura de color aparente o real de la fuente, (gráfico de cromaticidad CIE). Si su 
temperatura de color es como máximo 5,000ºK, se toma como fuente de referencia el radiador de 
Planck de temperatura de color más próxima; si es superior a 5,000º K, se toma la fuente de luz de día 
reconstituida más próxima. 
 
Por otra parte, es necesario comparar la fuente luminosa con la fuente de referencia, traduciéndola en 
un factor que representa en porcentaje, cuan estrechamente iguala, en capacidad de rendimiento, la 
primera a la segunda. Para ello se emplea una escala arbitraria, en que la fuente de referencia vale 
100 y la lámpara fluorescente blanca cálida, 50. 
 
Hay que señalar como ventaja del índice de rendimiento en color, el que da una información 
suficientemente significativa sobre la capacidad de rendimiento en color de las lámparas con vistas a su 
empleo, aunque presente ciertas limitaciones.