Facultad de Ciencias BQ-202 –Repartido Nº 3 - Corriente, resistencias y circuitos

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Facultad de Ciencias BQ-202 –Repartido Nº 3 - Corriente, resistencias y circuitos

Introducción Conceptos que debemos manejar: Campo y potencial eléctricoDensidad de corrienteCorriente eléctricaFuentes de tensión, bateríasResistencia, resistividadLey de OhmConductores óhmicos y no óhmicosConductor, semiconductor, diodoAcoplamiento de resistenciasLeyes de Kirchhoff

Montajes experimentales: 1) Medición de resistencias (directa y acopladas).2) Relevamiento I vs V para una R y un diodo.3) Verificación leyes de Kirchhoff en un circuito simple.

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LEY DE OHM

J = E

conductividad del conductor (a la inversa de la conductividad se le denomina resistividad

J – densidad de corriente A

iJ

Ley de Ohm en algunos materiales (incluidos la mayoría de los metales) se cumple una relación de proporcionalidad entre E y J:

L

VEJ

..

Si E en el conductor es uniforme: V = E. L

IA

LJ

LV

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LEY DE OHM

J = E

Se define la resistencia del conductor como

A

L

A

LR

.

.

con lo que se obtieneR

VI Ley de Ohm (macroscópica)

Ley de Ohm (microscópica)

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Conductores óhmicos y no óhmicos

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Color Banda significativa Banda multiplicadora Tolerancia

Negro 0 × 100 = 1Marrón 1 × 101 = 10 1%

Rojo 2 × 102 = 100 2%Naranja 3 × 103 = 1.000 = 1KAmarillo 4 × 104 = 10.000 =10 K Verde 5 × 105 = 100.000 = 100 KAzul 6 × 106 = 1.000.000 = 1 MVioleta 7 × 107 = 10.000.000 = 10 MGris 8 × 108 = 100.000.000 = 100 MBlanco 9 × 109 = 1.000.000.000 = 1GDorado × 10-1 = 0,1 = 1 d ± 5 %Plateado ×10-2 = 0,01 = 1 c ± 10 %Sin Color ± 20 %

Banda 1- (más próxima a uno de los extremos) primer dígito del valor de la resistencia.Banda 2- segundo dígito del valor de la resistencia.Banda 3- multiplicador decimal (nº de ceros o lugares decimales que deben agregarse a la derecha o correrse hacia la izquierda de las dos primeras cifras para obtener el valor nominal de la resistencia.Banda 4- Exactitud o tolerancia valor de R se especifica como porcentaje (%).

RESISTENCIAS

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DIODO SEMICONDUCTORSe caracterizan por tener una relación no lineal entre la corriente y la diferencia de potencial. Dejan pasar una corriente más intensa para una polaridad de la tensión aplicada que para la polaridad opuesta. Uno ideal tiene una resistencia nula en un sentido y resistencia infinita en el opuesto.

Bandas de energía en materiales

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DIODO SEMICONDUCTOR

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kT

Vqe

eII

V (V) I (mA)

0,421 0,1

0,635 3

0,674 7

0,701 12,3

0,764 53,3

0,775 70,6

0,788 95,3

0,796 118,5

0,807 155,5

0,813 182,1

I0 Corriente de saturaciónk: la constante de Boltzman(k = 1,3806503 ×10-23 J/K) qe= 1,602 × 10–19 C T: temperatura (expresada en Kelvin)I: corriente que pasa por el diodoV: voltaje del diodo

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CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA

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Subidas y caídas de potencial en un circuito

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Acoplamiento de resistencias: en serie

n

n

iiEQ RRRRR ...21

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La misma corriente atraviesa a todas las resistencias, la caída de tensión total es la suma de caída en c/u de las resistencias

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Introducción Acoplamiento de resistencias: en paralelo

La corriente se divide en c/u de las resistencias, la diferencia de potencial en ellas es la misma.

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Resolución de circuitos simples

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Leyes de Kirchhoff: Ley de los nodos

PRIMERA LEY: En cualquier nodo, la suma de corrientes que entran al nodo debe ser igual a la suma de corrientes que salen de él. Esta ley es consecuencia de la conservación de la carga.

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Reglas de Kirchhoff: Ley de las mallas

SEGUNDA LEY: La suma algebraica de los cambios de potencial a través de todos los elementos a lo largo de cualquier lazo (malla) de un circuito cerrado debe ser cero. Ésta regla surge de la conservación de la energía.

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Mediciones en circuitos

Amperímetro y voltímetro

Errores de interacción por el uso de los dos instrumentos simultáneamente

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Facultad de Ciencias BQ-202 –Repartido Nº 2 - CAMPO Y POTENCIAL ELÉCTRICO, EQUIPOTENCIALES

Héctor Korenko -2012

Procedimiento experimentalMedición de resistencias

Multímetro como ohmímetro

R1

R3

R2

C

B

A

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Procedimiento experimentalDependencia entre la corriente y el voltaje en los bornes de un resistor

Relevar la curva de intensidad de corriente como función del voltaje entre los extremos del resistor R. Se utilizará una fuente de voltaje variable .

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Procedimiento experimentalDependencia entre la corriente y el voltaje en un diodo

En circuito anterior, se sustituye la resistencia por un conjunto resistencia-diodo.Se obtendrá experimentalmente la curva I(V) para la región de polarización directa, siendo V, la diferencia de potencial entre los extremos del diodo, mediante la medición de la corriente que circula por el mismo. Nota: Antes de comenzar a medir con el diodo, se deberá discutir:Máximos valores de voltaje y corriente que soporta el diodoEn que rango de voltaje de entrada se trabajará, según las características del diodo

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Procedimiento experimentalComprobación de las leyes de Kirchhoff

Montar un circuito mostrado.Medir: R1, R2, R3, VAG , VAB, VCD, VEF, VAB, I1, I2, I3.Verificar si : IENTRANTE ISALIENTE ISALIENTE

Malla ABCDGA: Verificar si : I1R1+I2R2 I1R1+I2R2 Verificar si : I1R1+I2R2

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Procedimiento experimentalComprobación de las leyes de Kirchhoff

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