ELECTRICIDAD. CIRCUITO ELÉCTRICO: MAGNITUDES Y UNIDADES

INTRODUCCIÓN._

El presente trabajo se trata del estudio de los circuitos con corriente continua y alterna en dos configuraciones serie y paralelo, se detallan y estudian las fases en las que se encuentran los mismos. Como resultado se presenta una interfaz simulada en una maqueta  en la que el usuario puede visualizar las formas de onda de las señales de voltaje y de la corriente en cada una de las posibles configuraciones de circuitos.

OBJETIVO GENERAL._

Desarrollar una maqueta que permita simular la operación de circuitos del tipo en serie y en paralelo con fuentes de corriente alterna y continua, conectado con un voltaje a 110 v.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS._

• Diseñar una maqueta que simule un departamento, para todas las configuraciones de circuitos posibles de realizarse en paralelo y en serie

• Diseñar el modelo matemático de los circuitos, para realizar la simulación de cada uno de éstos.

• Mostrar los resultados de forma gráfica y numérica de cada uno de los circuitos planteados.

JUSTIFICACIÓN._

El presente tema se justifica por la necesidad de ayudar al usuario en el proceso de enseñanza y aprendizaje de los temas relacionados con el funcionamiento de circuitos incorporados como son en serie y en paralelo y  sus distintas variaciones de voltaje.

Adicional, está herramienta se podrá utilizar para la generación de elementos a incorporarse como parte de los objetos de aprendizaje de los temas relacionados con la parte básica de la teoría de circuitos eléctricos.

MARCO TEÓRICO._

ELECTRICIDAD:

La electricidad es una propiedad física manifestada a través de la atracción o del rechazo que ejercen entre sí las distintas partes de la materia. El origen de esta propiedad se encuentra en la presencia de componentes con carga negativa denominados electrones y otros con carga positiva los protones.

La electricidad, por otra parte, es el nombre que recibe una clase de energía que se basa en dicha propiedad física y que se manifiesta tanto en movimiento la corriente como en estado de reposo la estática. Como fuente energética, la electricidad puede usarse para la iluminación o para producir calor.

CORRIENTE:

Corriente se define, como el movimiento de los electrones a través de un conductor. El flujo de carga o corriente en un conductor hacia cualquier dirección será cero mientras no existan fuerzas externas.

Generadores de corriente eléctrica:

Son todas aquellas máquinas que transforman cualquier tipo de energía en energía eléctrica, todo generador sufre unas pérdidas de energía eléctrica en su propio mecanismo de funcionamiento, que se transforma en calor.

El conjunto de elementos que dan lugar a estas pérdidas se representan como una resistencia interna “ri” en serie asociada al propio generador, esta resistencia da lugar a una caída de tensión interna, que depende de la intensidad que circule.

Acumuladores de corriente eléctrica

VOLTAJE:
El voltaje es una magnitud física, calculable con la cual podemos cuantificar o medir la diferencia de potencial eléctrico o la tensión eléctrica entre dos puntos que sería el positivo (+) y el negativo (-), y es medible mediante un aparato llamado voltímetro ya que es de mucho utilidad debido a que da el voltaje exacto.

CIRCUITO ELÉCTRICO: MAGNITUDES Y UNIDADES

CIRCUITOS:

Un circuito está formado por un número cualquiera de elementos conectados en puntos terminales, permitiendo tener un camino cerrado por donde pueda circular la corriente eléctrica, se clasifican en dos grandes grupos:

• Circuitos Eléctricos

• Circuitos Electrónicos

Circuitos Eléctricos:

En electricidad se utilizan los componentes pasivos, estos son encargados de la conexión entre los diferentes componentes activos, asegurando la transmisión de señales eléctricas. Se pueden listar los siguientes componentes pasivos:

∙ Resistor: Limitación de intensidad.

∙ Inductor: Adaptación de impedancias.

∙ Capacitor: Se carga eléctricamente.

∙ Relé: Apertura o cierra de circuitos mediante una señal de   control.

Circuitos Electrónicos:

La electrónica es la ciencia que estudia y emplea y abarca a todos los  sistemas cuyo funcionamiento se basa en el control de flujo de los electrones.

En electrónica se utilizan componentes activos, los cuales suministran electricidad.

En principio aparecieron las válvulas que permitieron el desarrollo de aparatos electrónicos como radio o televisión, luego se presentaron los semiconductores que más tarde dieron paso a los circuitos integrados, entre los componentes activos podemos listar a los siguientes:

∙ Diodo: Rectificación de señales, regulación.

∙ Memoria: Almacenamiento digital de datos.

∙ Microprocesador: Control de sistemas digitales.

∙ Puerta Lógica: Control de sistemas combinacionales.

Leyes de los circuitos

• Nudo: punto donde se unen tres o más conductores
• Rama: línea entre dos nudos
• Malla: línea cerrada

Se asigna una corriente por rama y se calculan las incógnitas (I, V, P) a partir de los datos (, R, C, L)

Leyes de Kirchhoff:

Ley de los nudos (conservación de la carga): en un nudo, la suma de las corrientes que entran es igual a la suma de las corrientes que salen.

∑I = 0 (tantas ecuaciones como nudos -1)

Leyes de Kirchhoff. Resolución de circuitos:

• En el circuito mostrado tenemos dos nudos

“a” y “b” y tres mallas.

• Asignamos sentidos arbitrarios a las

corrientes y al recorrido en cada malla y

deducimos las ecuaciones.

• Ecuaciones de nudo:

Nodo “a”: I1+I3=I2

Nodo “b”: I2=I1+I3

• Las ecuaciones de nudo son dependientes entre sí, de forma que cualquiera de ellas puede obtenerse a partir del resto de las ecuaciones. Para formar parte de un sistema de ecuaciones, debemos descartar una de ellas.

Ley de las mallas:

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