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Plantas De Emergensia


Enviado por   •  21 de Septiembre de 2014  •  9.958 Palabras (40 Páginas)  •  224 Visitas

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Cap´ıtulo 1

Introduccio´n al an´alisis b´asico de circuitos el´ectricos: Conceptos

1.1. Introducci´on

Un circuito el´ectrico o red el´ectrica es una coleccio´n de elementos el´ectri- cos1 interconectados en alguna forma espec´ıfica.

Generalmente, un circuito el´ectrico ba´sico estara´ sujeto a una entrada o excitacio´n y se producira´ una respuesta o salida a dicha entrada.

1 istema formado por un elemento general (resistencia, capacitor, inductor, fuentes de energ´ıa) con dos terminales.

1

El an´alisis de circuitos es el proceso de determinacio´n de la salida de

un circuito conocida la entrada y el circuito en s´ı. En cambio, el disen~o de circuitos, es obtener un circuito conocida la entrada y la respuesta que debe tener el circuito.

1.2. Carga el´ectrica

La materia esta´ formada por a´tomos. E´ stos a su vez, esta´n formados por part´ıculas elementales: neutrones y protones (en el nu´cleo) y electrones que se mueven en o´rbitas alrededor del nu´cleo. Normalmente, el a´tomo es el´ectricamente neutro y so´lo la presencia mayoritaria de protones (part´ıcula cargada positivamente) o electrones (part´ıcula cargada negativamente) da un cara´cter el´ectrico al mismo.

La interaccio´n entre a´tomos no neutros se manifiesta como una fuerza

denominada fuerza el´ectrica, con una caracter´ıstica de atraccio´n o repulsio´n dependiendo del cara´cter el´ectrico entre cargas: cargas de igual signo se re- pelen y de signo contrario de atraen.

2

Un electro´n tiene una carga negativa de 1,6021

culombio (C ) es el conjunto de cargas de apro ×

10−9C . Es decir, un

te 6,24 1018 elec-

ximadamen

trones. El prot´on tiene el mismo valor de carga que el electro´n pe×ro su signo

es positivo.

El s´ımbolo de la carga sera´ tomado como Q o q , la letra mayu´scula deno- tar´a cargas constantes tales como Q = 4C , y la letra minu´scula indicara´ car- gas variables en el tiempo. En este caso, podemos enfatizar la dependencia temporal escribiendo q(t). De forma general, este criterio de mayu´sculas y minu´sculas se extendera´ al resto de variables empleadas.

1.3. Corriente el´ectrica

El prop´osito primario de un circuito el´ectrico consiste en mover o trans- ferir cargas a lo largo de determinadas trayectorias.

Este movimiento de cargas constituye una corriente el´ectrica. Formal- mente la corriente viene dada por:

3

dq

i =

dt

La unidad ba´sica de la corriente es el amperio (A). Un amperio es la corriente que fluye cuando 1C de carga pasa por un segundo en una seccio´n dada (1A = 1C=s).

En teor´ıa de circuitos, la corriente es generalmente especificada por el

movimiento de cargas positivas2 . Hoy en d´ıa se sabe que en el caso de con- ductores meta´licos, esto no es cierto, son los electrones los portadores de carga que se mueven. No obstante, tomaremos la convencio´n tradicional del movimiento de cargas positivas para definir la corriente convencional sin tener

en cuenta la identidad verdadera de los portadores de la carga.

El flujo de corriente a lo largo de un cable o a trav´es de un elemento sera´ especificado por dos indicadores: una flecha, que establece la direccio´n

de referencia de la corriente y un valor (variable o fijo), que cuantifica el flujo

de corriente en la direccio´n especificada.

Podemos determinar la carga total que entra al elemento entre el tiempo

t0 y t mediante la expresio´n:

qr = q(t)

q(t0) =

τ =t

Zτ =0

i dτ

Estamos considerando que los elementos de la red son el´ectricamente neu- tros, es decir, no puede acumularse carga en el elemento. Una carga que entra debe corresponder a otra carga igual que sale (en magnitud y en signo). Ya veremos que esta propiedad es una consecuencia de la ley de corriente de Kirchhoff.

Existen diferentes tipos de corriente:

1. corriente continua o directa (DC) usada principalmente en circuitos electro´nicos.

2

...

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