PROF. ING. ROALGHI J PREZ G

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL FRANCISCO DE MIRANDA

REA DE TECNOLOGA DEPARTAMENTO DE FSICA Y MATEMTICA

FSICA

9.1.- Enfoque conceptual de los elementos bsicos presentes en un circuito elctrico.

Prof. Ing. Roalghi Prez.

Circuito elctrico Interconexin de dos o mas

componentes. Camino conductor cerrado.

Componente: resistores, fuentes, condensadores, inductores, etc.

Nodo: A, B, D y E (nodos-circuito).

Rama: elementos entre dos nodos consecutivos.

Malla: camino cerrado en un circuito elctrico.

Fuente: transforma cualquier tipo de energa en elctrica.

Conductor: une los elementos para formar el circuito (cable)

(Red elctrica)

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9.1.- Enfoque conceptual de los elementos bsicos presentes en un circuito elctrico.

Clasificacin de los circuitos elctricos:

Tipo de seal: Corriente continua Corriente alterna

Tipo de componente: Elctricos

Electrnicos Digitales Analgicos Mixtos

Tipo de rgimen: Corriente peridica Corriente transitoria Corriente permanente

Tipo de configuracin: Serie Paralelo Mixto

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9.2.- Definicin de corriente (I), tensin (V), resistencia (R), fuerza electromotriz (V) y potencia. (Unidades fsicas)

Corriente (I) Flujo de carga por unidad de tiempo Movimiento de electrones.

Transporte de carga a travs de una seccin transversal en un tiempo (t).

=

; ()

()= .

Tensin (V) Diferencia de potencial elctrico entre dos puntos.

Trabajo por unidad de carga ejercido por un campo elctrico.

=

= ()

()= .

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9.2.- Definicin de corriente (I), tensin (V), resistencia (R), fuerza electromotriz (V) y potencia. (Unidades fsicas)

Resistencia (R) Oposicin al paso de corriente.

Proporcional a la longitud e inversamente proporcional a la seccin transversal.

=

; : (

)

Ley de Ohm Razn entre cada de tensin y la corriente.

=

= ()

()= ()

= ()

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9.2.- Definicin de corriente (I), tensin (V), resistencia (R), fuerza electromotriz (V) y potencia. (Unidades fsicas)

Fuerza electromotriz

(fem)

Causa capaz de mantener diferencia de potencial entre dos puntos. Circuito abierto.

Produce corriente elctrica. Circuito cerrado.

( )

Potencia (P) Relacin de transferencia de energa de un flujo por unidad de tiempo.

= =[]

[].[]

[]=[]

[]= ()

(Rapidez de entrega o extraccin de energa a o de un elemento de circuito)

: = ; : = = =

(Potencia elctrica que el circuito entrega al resistor)

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9.3.- Densidad de corriente estacionaria y la Ley de Ohm.

Densidad de corriente Vector representado con:

Corriente Cargas elctricas en movimiento: =

: , 3

: ,

: . .

: . . .

= ; =

Corriente por unidad rea.

=

= = =

Las unidades de la densidad de corriente son amperes por metro cuadrado:

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9.3.- Densidad de corriente estacionaria y la Ley de Ohm.

Ley de Ohm

En ciertos materiales la relacin entre las magnitudes E y J es constante.

La densidad de corriente J depende del campo elctrico E.

Resistividad: =

=

=

[][][][]

=.

;

= ; = .

= ; =

=

; =

=

. =

.

; = ; =

= ()

( )

El inverso de la resistividad es la conductividad: =

=

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9.4.- Resistividad y temperatura.

Resistividad Resistencia elctrica especfica de cada material.

=.

: , : 2 , : ()

=

; = .

= + (Dependencia de la resistividad de un metal con respecto a la temperatura)

Resistividad de los no metales (semiconductores)

Ley de Ohm:

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9.4.- Resistividad y temperatura.

Coeficientes de temperatura de la resistividad (valores aproximados cerca de la temperatura ambiente)

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9.5.- Combinacin de resistencias.

Resistores en serie:

Conectados secuencialmente Una sola trayectoria de corriente entre los puntos.

La corriente es la misma en todos los resistores:

,

= .

= 1 ; = 2 ; = 3

= + + = 1 + 2 + 3

= ; = + + +

= 1 = 2 = 3 =

>

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9.5.- Combinacin de resistencias.

Resistores en paralelo:

, = 1 = 2 = 3 =

1 =1 ; 2 =

2 ; 3 =

3

= + + = (

+

+

)

=

+

+

=

=

+

+

+

<

La diferencia de potencial es la misma en todos los resistores:

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9.5.- Combinacin de resistencias.

Otras combinaciones:

1 2 3

1 2 3

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9.6.- Reglas de Kirchhoff.

Unin o nodo: punto de encuentro de 3 o mas conductores.

Espira o malla: camino conductor cerrado.

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9.6.- Reglas de Kirchhoff.

Regla de Kirchhoff de las uniones

= 0 ( )

Conservacin de la carga elctrica.

Regla de Kirchhoff de las espiras La fuerza electrosttica es conservativa.

= 0 ( )

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9.7.- Circuitos RC.

Circuito RC Compuesto de resistores

y condensadores. Corrientes, voltajes y potencias

variables.

: =

: = : =

: 0

Vab = iR ; Vbc =q

C ; . : iR

q

C= 0

=

; = 0, = 0 ; 0 =

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9.7.- Circuitos RC.

Carga de un condensador:

=

=

= 1

=

;

=

0

0

= =

(Circuito RC, carga de un condensador)

La corriente (i) es la derivada de q con respecto a (t)

=

=

=

(C-RC, corriente, carga de un condensador)

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9.7.- Circuitos RC.

Descarga de un condensador: = 0

=

=

; = 0, = 0 ; 0 =

0

= 1

0

; = 0

0

(Circuito RC, descarga de un condensador)

La corriente (i) es la derivada de q con respecto a (t):

=

= =

(C-RC, corriente, descarga de un condensador)

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9.7.- Circuitos RC.

Constante de tiempo:

Producto RC Medida de la rapidez de carga del condensador

= ( )

,