01 fundamentos de circuitos electricos

Diapositiva 1

CONCEPTOS DE CIRCUITOS ELCTRICOSFelipe de Jess Figueroa Del Prado

Anlisis Fundamental de CircuitosRecordando algunos conceptos

1. Unidades bsicas del SI2. Prefijos del SI3. Carga (positiva y negativa)4. Ley de Ohm5. Voltaje (tensin)6. Corriente7. Elementos resistivos8. Tipos de fuentes9. Definiciones de circuitos

SI.- Sistema Internacional1. Unidades bsicas del SI

CANTIDAD BSICANOMBRESMBOLOLongitud metromMasakilogramokgTiempo segundosCorriente elctrica amperioATemperatura termodinmica kelvinKCantidad de sustancia molmolIntensidad luminosa candelacd2. Prefijos del SI

FACTORNOMBRESMBOLOFACTORNOMBRESMBOLO10-24octoy1024iotaY10-21zeptoz1021zetaZ10-18attoa1018exaE10-15femtof1015petaP10-12pico p1012teraT10-9nano n109gigaG10-6micro106megaM10-3milim103kilok10-2centic102hectoh10-1decid101decada3. Carga

De la fsica hay 2 tipos de carga:En el SI la unidad fundamental de carga es el Coulomb (C) que se define en trminos del ampere al contar la carga total que pasa por una seccin transversal arbitraria de un alambre en un segundo.

Un Coulomb se mide cada segundo en un alambre que conduce una corriente de 1 Ampere.Positiva(correspondiente a un protn)carga = + 1.602 x 10-19 CNegativa(correspondiente a un electrn)carga = - 1.602 x 10-19 C3. Carga

1 Ampere corresponde a 1 Coulomb de carga que pasa en un segundo en una seccin transversalSeccin transversalDireccin del movimiento de la cargaCorriente que fluye a travs de un alambreCargas individuales4. Ley de Ohm

El fsico alemn George Simon Ohm en 1827 public un folleto en el que describa los resultados de uno de los primeros intentos para medir corrientes y tensiones, describirlos y relacionarlos en forma matemtica.

4. Ley de Ohm

La Ley de Ohm establece que la tensin entre los extremos de materiales conductores es directamente proporcional a la corriente que fluye a travs del material:V = RiR = Resistencia elctrica5. Voltaje (Tensin)

En la figura suponga que entra una corriente cd por la terminal A y sale por la terminal B. Empujar la carga a travs del elemento requiere un gasto de energa. En este caso existe una tensin elctrica o una diferencia de potencial entre las 2 terminales o que hay una tensin en los extremos del elemento. La tensin entre un par de terminales significa una medida del trabajo que se requiere para mover la carga a travs del elemento.AB5. Voltaje (Tensin)

En la figura suponga que entra una corriente cd por la terminal A y sale por la terminal B. Empujar la carga a travs del elemento requiere un gasto de energa. En este caso existe una tensin elctrica o una diferencia de potencial entre las 2 terminales o que hay una tensin en los extremos del elemento. La tensin entre un par de terminales significa una medida del trabajo que se requiere para mover la carga a travs del elemento.ABV=-5V+-ABV=5V-+5. Voltaje (Tensin)

En la figura suponga que entra una corriente cd por la terminal A y sale por la terminal B. Empujar la carga a travs del elemento requiere un gasto de energa. En este caso existe una tensin elctrica o una diferencia de potencial entre las 2 terminales o que hay una tensin en los extremos del elemento. La tensin entre un par de terminales significa una medida del trabajo que se requiere para mover la carga a travs del elemento.-5A+-4V-5A+--3V5. Voltaje (Tensin)

La unidad de tensin es el Volt. Un Volt es lo mismo que 1 J/C. La tensin se representa por medio de V o v. Puede existir una tensin entre un par de terminales elctricas sin importar si fluye o no una corriente.5. Voltaje (Tensin)

Como ejemplo esta la batera de automvil la cual tiene una tensin de 12 V entre sus terminales incluso si no se conecta nada a ellas.

Si en la terminal A entra una corriente positiva y una fuente externa debe gastar energa para establecer tal corriente, entonces la terminal A es positiva respecto a la terminal B. Anlogamente la terminal B es negativa respecto a la terminal A.6. Corriente

Con la idea de transferencia de carga o carga en movimiento es de vital importancia en el estudio de circuitos elctricos. Ya que al mover una carga de un lugar a otro se necesita transferir energa de un punto a otro.

La corriente presente en una trayectoria discreta tiene un valor numrico y una direccin asociada a ella.

5 A6. Corriente

Se define la corriente en un punto especfico, que fluye en una direccin especificada, como la velocidad instantnea a la cual la carga positiva pasa por ese punto en la direccin especificada. Aunque la realidad es que la corriente en los alambres se debe en realidad al movimiento de carga negativa y no a la positiva.

la unidad de la corriente es el ampere (A)A.M. Ampere fsico francs se abrevia ampUn ampere es igual a 1 coulomb por segundo

7. Elementos resistivosResistencia

Se denomina resistencia elctrica.Simbolizada habitualmente como R.

Se define como la dificultad u oposicin que presenta un cuerpo al paso de una corriente elctrica para circular a travs de l.La unidad de la resistencia es el Ohm ()Corresponde a

7. Elementos resistivosResistencia -Potencia absorbida-

Si un Joule de energa se gasta en transferir un Coulomb de carga a travs del dispositivo en un segundo, la tasa de transferencia es un Watt.

La potencia absorbida debe ser proporcional al nmero de Coulombs transferidos por segundo (corriente) y la energa necesaria para transferir un Coulomb a travs del elemento (tensin).

7. Elementos resistivosResistencia -Potencia absorbida-

La frmula de la potencia:

p = v i

el miembro derecho de la ecuacin se obtiene del producto de Joules por Coulomb y de los Coulombs por segundo.

p: potenciav: voltajei: corriente7. Elementos resistivosResistencia -Potencia absorbida-

p = v i

Por ley de Ohm (V = iR) podemos deducir,

Sustituyendo el voltaje:Sustituyendo la corriente:7. Elementos resistivosCapacitor

Elemento elctrico pasivo.Tiene la capacidad de almacenar y devolver energa.El almacenamiento tiene lugar en el campo elctrico.Se forma por la construccin de dos elementos o placas que se encuentran cargadas y separadas mediante un medio aislante.la unidad de la capacitancia es el Farad (F)

7. Elementos resistivosCapacitor, tipos

Electroltico

Cermico7. Elementos resistivosCapacitor

++++++++++++++++++++++++- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - +q-qCualquiera de los dos conductores separados por un aislante o vaco de un condensador.

La "carga de un condensador" es el valor absoluto de la carga de uno de los conductores.

Diferencia de potencial = V

Esta constante es llamada capacitancia y es geomtricamente dependiente. Es la capacidad de mantener la carga de voltaje constante.7. Elementos resistivosCapacitor

++++++++++++++++++++++++- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Distancia = DArea, A++++++++++++++++++++++++- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ++++++++++++++++++++++++- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - AislanteVoltaje en el que el material aislante permite el flujo de corriente (rompimiento") se denomina voltaje de rupturaDe 1 cm de aire seco tiene un voltaje de ruptura de 30 kV (menos que aire hmedo)Dielctrico7. Elementos resistivosCapacitor -un hecho interesante-

Cuando un capacitor ha alcanzado la carga completa, q, entonces es a menudo til pensar en el capacitor como una batera que suministra la FEM para el circuito.FEM.- Fuerza Electromotriz7. Elementos resistivosCapacitor -ejemplos de dispositivos-

ELECTROLTICOCERMICO

7. Elementos resistivosInductor

Elemento elctrico pasivo.Tiene la capacidad de almacenar energa durante periodos y la devuelve en otros.Potencia promedio es 0.El almacenamiento tiene lugar en el campo magntico.la unidad de la inductancia es el Henri (H)

7. Elementos resistivosRelacin de voltaje - corriente

Elemento de circuitoUnidadesVoltajeCorrientePotenciaOhms ()

v = RiLey de Ohmp = vi = i2RHenris(H)

Farads (F)

8. Tipos de fuentes

Fuentes de voltaje de C.D. Independientes Dependientes

Fuentes de corriente de C.D. Independientes Dependientes

8. Tipos de fuentes

Tipos de fuentes:

Voltaje y corrienteFuentes independientesFuentes dependientesEl voltaje es completamente independiente de la corriente o viceversa.El voltaje o la corriente dependen del voltaje o la corriente presentes en otra parte del circuito.8. Tipos de fuentes-Fuentes de voltaje de CD-

Son elementos que suministran voltaje al circuitoFuentes independientesFuentes dependientesEl voltaje en sus terminales es completamente independiente a la corriente que pasa a travs de ella.La fuente independiente de voltaje es una fuente ideal y no representa con exactitud ningn dispositivo fsico real.Cambian con variables en la red elctrica.

8. Tipos de fuentes-Fuentes de corriente de CD-

Son elementos que suministran corriente al circuitoFuentes independientesFuentes dependientesLa corriente que circula a travs de ella es completamente independiente del voltaje entre sus terminales.La fuente independiente de corriente es una fuente ideal y no representa ningn elemento fsico.Cambian con variables en la red elctrica.

8. Tipos de fuentes-Resumen-

Tipo de fuenteDependientesDescripcin IndependientesDescripcinFuente de voltaje de CDCambian con variables en la red elctrica.El voltaje en sus terminales es completamente independiente a la corriente que pasa a travs de ella.La fuente independiente de voltaje es una fuente ideal y no representa con exactitud ningn dispositivo fsico real.Fuente de corriente de CDCambian con variables en la red elctrica.La corriente que circula a travs de ella es completamente independiente del voltaje entre sus terminales.La fuente independiente de corriente es una fuente ideal y no representa ningn elemento fsico.

9. Definiciones de circuitos

Nodo. Punto en el cual dos o ms elementos tienen una conexin comn. Punto donde se conectan dos o mas ramas.Trayectoria. Cuando no se pasa a travs de ningn nodo ms de una vez.Trayectoria cerrada lazo. Punto en el cual dos o ms elementos tienen una conexin comn.Rama. Es una trayectoria simple en una red, compuesta por un elemento simple y por los nodos situados en cada uno de sus extremos. Es decir, representa cualquier elemento de dos terminales dentro de un circuito.

Malla. Cualquier trayectoria cerrada dentro de un circuito de tal forma que si la corriente sale de un nodo, esta regresa al mismo al terminar su recorrido sin pasar dos veces por un mismo nodo.


Nodo. Punto en el cual dos o ms elementos tienen una conexin comn. Punto donde se conectan dos o mas ramas.


Cuantos nodos tiene el siguiente diagrama?

El diagrama tiene 3 nodos


Cuantos nodos tiene el siguiente diagrama?


1234Cuantos nodos tiene el siguiente diagrama?



12345


Cuantos nodos tiene el siguiente diagrama?31245


Cuantos nodos tiene el siguiente diagrama?3124El diagrama tiene 4 nodos


Cuantos nodos tiene el siguiente diagrama?3124El diagrama tiene 9 nodos567899. Definiciones de circuitos

Trayectoria. Cuando no se pasa a travs de ningn nodo ms de una vez.


Identifica una trayectoria.9. Definiciones de circuitos

Trayectoria cerrada lazo. Punto en el cual dos o ms elementos tienen una conexin comn.


Identifica una trayectoria cerrada o lazo.


Rama. Es una trayectoria simple en una red, compuesta por un elemento simple y por los nodos situados en cada uno de sus extremos.


Identifica las ramas de la siguiente figura.


Identifica las ramas de la siguiente figura.

123456

Ahora analizaremos las conexiones de fuentes independientes.Fuentes independientes en serie

Las fuentes de voltaje V1, V2 y V3 estn conectadas en serieAl sumarlas obtenemos una sola fuente V4Fuentes independientes en paralelo

Las fuentes de corriente i1, i2 e i3 estn conectadas en paraleloAl sumarlas obtenemos una sola fuente i4

Fuentes independientes

El siguiente circuito, esta conectado correctamente?






Se pueden sumar las fuentes de voltaje en paralelo?Fuentes independientes

Se pueden sumar las fuentes de corriente en serie?

Sacar una hoja para resolver y entregar los siguientes ejercicios.Fuentes independientes

Del siguiente circuito:

Sumar las fuentes Obtener la corrienteDibujar el circuito simplificadoFuentes independientes

Sumar las fuentes del siguiente circuito. (dibujar el circuito final)

a) i1=10A i2=3A i3=7Ab) i1=2A i2=9A i3=3AFuentes independientes

Del siguiente circuito desconocemos los elementos 1, 2 y 3.Cual es el voltaje en el elemento 2 y 3?Calcule las corrientes i1, i2 e i3.(exprese los resultados en micro Amperes)Sean las potencias:P1 = 27.75nWP2 = -3WP3 = 1.20W

GRACIAS POR SU ATENCIN

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