Circuito Eléctrico.
Un circuito eléctrico es una interconexión de dos o más elementos que contienen una trayectoria cerrada. Estos elementos pueden ser resistencias, condensadores, bobinas, fuentes de alimentación, interruptores, mecanismos de protección eléctricos, conductores, etc.
Un circuito se puede componer de:
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| Figura.- Ejemplo Circuito Eléctrico. |
- Elementos: componentes del circuito con dos o más terminales que influyen en el balance energético del circuito. En la figura se observa 9 elementos, 2 fuentes de tensión, 1 fuente de intensidad, 4 resistencias, 1 condensador y 1 bobina.
- Nodo: punto del circuito donde confluyen 3 o más conductores. En la figura se observan los nodos A, B, C y D.
- Rama: Tramo del circuito ocupado por uno o varios elementos entre 2 nodos. En la figura la rama AB está ocupada por la fuente de intensidad I1 y la resistencia R1. En la figura existen 6 ramas.
- Malla: conjunto de ramas que forman una trayectoria cerrada. En la figura existen 3 mallas.
- Lazo: conjunto de 2 o mas mallas que forman una trayectoria cerrada. En la figura se pueden formar 4 lazos.
- Conductor: normalmente denominado cable, en análisis de circuito es un hilo de resistencia despreciable (idealmente cero) que unen los componentes que forman el circuito eléctrico.
Los circuitos se pueden clasificar en:
- Circuitos pasivos: es aquel circuito en el que no existen elementos generadores y todos sus elementos son pasivos.
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| Ejemplo Circuito Pasivo. |
- Circuitos activos: es aquel circuito en el que existen elementos generadores y elementos pasivos.
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| Ejemplo Circuito Activo. |
Elementos ideales del circuito eléctrico. Simbología.
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| Simbología Elementos fundamentales de un Circuito Eléctrico. |
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| Esquema funcionamiento condensador. |
El condensador es un dispositivo capaz de almacenar energía en forma de campo eléctrico. Esta compuesto de dos placas conductoras denominadas armadura, separadas entre sí por medio de un material dieléctrico, estas placas conductoras están sometidas a una diferencia de potencial, cuando el condensador se encuentra en funcionamiento en un circuito eléctrico.
El funcionamiento del condensador se basa en el movimiento de los electrones. Los electrones de una armadura son atraídos por el potencial positivo de la fuente de tensión y los protones de la otra armadura son atraídos por el potencial negativo de la fuente de tensión. Este proceso continuará hasta que los potenciales de la armadura del condensador y de la fuente de tensión sean iguales, en ese momento se dice que el condensador esta cargado y en el circuito deja de circular corriente, este fenómeno antes descrito se produce en corriente continua.
La circulación de las cargas eléctricas no se producen a través del dieléctrico, sino desde las armaduras hasta la fuente de tensión.
La capacidad del condensador (C) se define como el cociente entre la carga (Q) de una de las armaduras y la tensión (U) o diferencia de potencial que existe entre las mismas.
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| Fórmula capacidad del condensador. |
Su unidad es el faradio, como es una unidad muy grandes se utilizan los submúltiplos de la unidad.
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| Tabla submúltiplos Faradio. |
Representación de un condensador. Simbología.
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| Simbología condensador. |
Importante: un condensador alimentado por corriente continua, una vez cargado, se comporta como si fuera un circuito abierto (como si no existiese en la rama donde esté).
Nota: En entradas posteriores se analizarán y estudiarán el comportamiento del condensador en corriente alterna.
Asociación de condensadores en serie.
Dos o más condensadores están en serie cuando cada uno de ellos se sitúa a continuación del anterior.
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| Demostración de Asociación de Condensadores en Serie. |
Dos o más condensadores están en paralelo cuando comparten sus extremos, tal y como se muestra en la figura.
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| Demostración de Asociación de Condensadores en Paralelo. |
Una bobina es un componente pasivo de un circuito eléctrico que debido al fenómeno de la auto-inducción almacena energía en forma de campo magnético.
Constructivamente esta constituido por un arrollamiento de conductor, normalmente hilo de cobre esmaltado, sobre un núcleo de material ferroso para incrementar su capacidad magnética.
El comportamiento de una bobina al ser excitada con corriente continua, es el mismo que el que puede tener un conductor o un cortocircuito.
NOTA: en entradas posteriores se estudiará el comportamiento de la bobina cuando es excitada con corriente alterna.
Fuentes de corriente continua.
La fuente son elementos activos, de acuerdo con sus características o comportamiento frente a distintas cargas se pueden diferenciar dos tipos: fuentes o generadores de tensión o de intensidad.
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| Simbología Fuentes de Tensión e Intensidad en Corriente Continua. |
En serie: se suman algebraicamente las tensiones de cada una de las fuentes, teniendo en cuenta la polaridad de las mismas.
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| Ejemplo Asociación de fuentes de tensión en serie. |
En paralelo: las fuentes de tensión en paralelo tienen el mismo valor de tensión.
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| Ejemplo de Asociación de fuentes de tensión en paralelo. |
Asociación de fuentes de intensidad.
En serie: tienen el mismo valor de intensidad.
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| Ejemplo de Asociación de fuentes de intensidad en serie. |
En paralelo: se suman algebraicamente las intensidades de cada una de las fuentes, teniendo en cuenta su polaridad.
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| Ejemplo de Asociación de fuentes de intensidad en paralelo. |
Método de simplificación de circuitos con fuentes de tensión e intensidad.
Transformación de fuentes de tensión en fuentes de intensidad.
Para realizar la transformación, la fuente de tensión debe estar necesariamente en serie con una resistencia.
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| Transformación de fuente de tensión a fuente de intensidad. |
Transformación de fuentes de intensidad en fuentes de tensión.
Para llevar a cabo la transformación, es necesario que la fuente de intensidad tenga en paralelo una resistencia.
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| Transformación de fuentes de intensidad a fuentes de tensión. |
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