Circuitos de Corriente Continua
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Presentación sobre los conceptos y fórmulas básicas de los circuitos de corriente continua.
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PROF. ING. ROALGHI J PREZ G
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL FRANCISCO DE MIRANDA
REA DE TECNOLOGA DEPARTAMENTO DE FSICA Y MATEMTICA
FSICA
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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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Prof. Ing. Roalghi Prez.
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
= ( )
,
