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CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA
República Bolivariana de Venezuela Universidad Pedagógica Experimental Libertador
Instituto Pedagógico de Barquisimeto “Luis Beltrán Prieto Figueroa”
Autores: Colmenárez Isbely González Keyla
Méndez Rahidimar Tutor:
Howar Cordero Electromagnetismo I
Este software esta enfocado a ofrecer la información
necesaria para lograr un mayor conocimiento sobre circuitos de
corriente continua. Por eso te invitamos en primer lugar a que
conozcas los diferentes científicos que hicieron estudios en
esta área, así como también te podrás guiar con pequeños
símbolos animados que se presentan en un circuito, donde su
recorrido te mostrara los diversos puntos de corriente
continua.
Posterior a tu visita en este programa podrás evaluar tus
conocimientos.
Científicos en la historia
Instrumentos de medición
Corriente continua
Circuitos de Corriente Continua
Resistencias en serie y paralelo
Circuitos R-C
Reglas de Kirchhoff
+ -
Reto al Saber
En 1823 Andre-Marie Ampere (1775-1836) llega a la conclusión de que la Fuerza Electromotriz es producto de dos efectos: La tensión eléctrica y la corriente eléctrica. Experimenta con conductores, determinando que estos se atraen si las corrientes fluyen en la misma dirección, y se repelen cuando fluyen en contra. Ampere produce un excelente resultado matemático de los fenómenos estudiados por Oersted. Ampere es la unidad de medida de la corriente eléctrica.
En 1826 El físico Alemán Georg Simon Ohm (1789-1854) fué quien formuló con exactitud la ley de las corrrientes eléctricas, definiendo la relación exacta entre la tensión y la corriente. Desde entonces, esta ley se conoce como la ley de Ohm. Ohm es la unidad de medida de la Resistencia Eléctrica.
En 1840-42 James Prescott Joule (1818-1889) Físico Inglés,descubrió la equivalencia entre trabajo mecánico y la caloría, y el científico Alemán Hermann Ludwig Ferdinand Helmholtz (1821-1894), definió la primera ley de la termodinámica demostraron que los circuitos eléctricos cumplían con la ley de la conservación de la energía y que la Electricidad era una forma de Energía. Adicionalmente, Joule inventó la soldadura eléctrica de arco y demostró que el calor generado por la corriente eléctrica era proporcional al cuadrado de la corriente. Joule es la unidad de medida de Energía.
En 1845 Gustav Robert Kirchhoff (1824-1887) Físico Alemán, anunció las leyes que permiten calcular las corrientes, y tensiones en redes eléctricas. Conocidas como Leyes de Kirchhoff I y II. Estableció las técnicas para el análisis espectral, con la cual determinó la composición del sol.
Instrumentos de Medición
Galvanómetro
Los galvanómetros son aparatos
que se emplean para indicar el paso de
corriente eléctrica por un circuito y
para la medida precisa de su
intensidad. Suelen estar basados en
los efectos magnéticos o térmicos
causados por el paso de la corriente.
Amperímetro
Es el instrumento que mide la intensidad
de la Corriente Eléctrica. Su unidad de medida
es el Amperio y sus Submúltiplos, el
miliamperio y el micro-amperio. Los usos
dependen del tipo de corriente, ósea, que
cuando midamos Corriente Continua, se usara el
amperímetro de bobina móvil y cuando usemos
Corriente Alterna, usaremos el
electromagnético. El amperímetro es necesario
conectarlo en serie con el circuito.
Instrumentos de Medición
Instrumentos de Medición El Voltímetro
Es el instrumento que mide el valor de la
tensión. Su unidad básica de medición es el
Voltio (V) con sus múltiplos: el Megavoltio
(MV) y el Kilovoltio (KV) y sub.-múltiplos como
el milivoltio (mV) y el micro voltio. Existen
Voltímetros que miden tensiones continuas
llamados voltímetros de bobina móvil y de
tensiones alternas, los electromagnéticos; es
necesario conectarlo en paralelo con el
circuito, tomando en cuenta la polaridad si es
C.C.
Instrumentos de Medición
Óhmetro
El ohmímetro u óhmetro es un dispositivo que
sirve para medir resistencias. Está integrado en un
polímetro (o multímetro), siendo éste un aparato
polivalente ya que también mide voltajes e
intensidades de corriente, entre otras magnitudes.
Instrumentos de Medición
Potenciómetro
Es un instrumento que se utiliza para
medir la fuerza electromotriz de una fuente
sin extraer corriente de ésta, también tiene
otras aplicaciones útiles. En esencia un
potenciómetro compensa una diferencia de
potencial desconocida contra una diferencia
de potencial ajustable y mesurable.
Corriente Continua
La corriente continua o corriente
directa es el flujo continuo de electrones a
través de un conductor entre dos puntos de
distinto potencial. La corriente continua se
denota por (C.C.) o (D.C.).
Circuito de Corriente Eléctrica
Un circuito eléctrico es un camino
cerrado por donde circula cierta
corriente eléctrica I y que está
formado por generadores o
fuente y resistencias (materiales
conductores).
Para que la corriente I pueda
circular establemente por el
circuito se debe cumplir que:
Energía perdida por la corriente
en las resistencias sea compensada
por la energía (o fuerza
electromotriz) suministrada por el
generador (o los generadores).
E1+ E2+ E3+…= I·(r1+ r2+ r3+ R1+ R2+…)
ΣEi = I·Σ(ri+Ri)
Resistencias en serie y paralelo Serie:
Combinación de distintos
materiales (o resistencias) cuyos
extremos se unen uno a
continuación del otro.
El resultado de una resistencia
total (o equivalente) es mayor
que la mayor de sus componentes.
La resistencia equivalente en serie se suman:
Req= R1 + R2+ ……+Rn
Así como, la corriente en cada una de las
resistencias es la misma.
I1=I2……=I
Asimismo, las caídas de potencial en cada uno de
los resistores es diferente y la suma de ellos es
el voltaje total.
Paralelo:
Combinación de distintos materiales
(o resistencias) cuyos respectivos
extremos se unen en dos puntos
comunes, por tanto, a todos los
materiales.
La resistencia equivalente del
circuito en paralelo es el inverso:
= + + …+
Resistencias en serie y paralelo
Cuando varios resistores R1, R2…Rn están
conectados en paralelo, la caída de potencial es
idéntica en cada una de ellos:
I1 R1= I2 R2= ......= In Rn= V
La corriente en cada uno de los resistores es diferente y la suma de ellas es la corriente
total.
I= I1+I1+……+= + +…
El resultado es una resistencia total (o equivalente) es menor que la menor de sus
componentes.
Reglas de Kirchhoff
Una red eléctrica está formada por la
combinación de varios circuitos eléctricos.
En una red la corriente eléctrica se reparte
por los distintos caminos que se le presentan.
Componentes de una red eléctrica:
Nudo: punto de conexión de tres o más conductores
Rama: porción de circuito comprendida entre dos
nudos.
Malla: Circuito cerrado formado por varias ramas
unidas entre sí.
1.Conservación de la
carga eléctrica en la
red.
2.Conservación de la
energía
eléctrica en cada malla.
Leyes de Kirchhoff (estudio de la
corriente eléctrica en la red):
Convención de signo para voltajes
Si se recorre una fem en
el sentido de su polaridad
de (-) a (+), encontramos una
subida de potencial (Δv:+ε).
Si se recorre una fem en
el sentido de su polaridad
de (+) a (-), encontramos una
caída de potencial (Δv:-ε).
Convención de signo para voltajes
Si se recorre un resistor
en sentido contrario a la
corriente, encontramos una
subida de potencial
(Δv:+IR).
Si se recorre un resistor
en el sentido de la
corriente, encontramos una
caída de potencial (Δv:-IR).
Circuitos de mallas múltiples
Es conveniente seguir el siguiente procedimiento:
1. Se asignan símbolos y sentidos arbitrarios a las
corrientes en las diversas ramas.
2. Se aplica la regla de los nodos para obtener
relaciones entre las corrientes en las uniones.
3. Se aplica las reglas de las mallas a tantas malla
como sea necesario.
4. El número de ecuaciones independientes debe
ser igual al número de incógnitas. Se vuelven las
ecuaciones simultaneas para hallar las
cantidades desconocidas.
Circuitos R-C
Los circuitos RC son circuitos que están
compuestos por una resistencia y un
condensador.
Se caracteriza por que la corriente, puede
variar con el tiempo. Cuando el tiempo es
igual a cero, el condensador está
descargado, en el momento que empieza a
correr el tiempo, el condensador comienza a
cargarse ya que hay una corriente en el
circuito.
Carga y descarga de un capacitor
Un condensador /
capacitor en un circuito RC
serie no se descarga
inmediatamente cuando es
desconectada de una
fuente de alimentación de
corriente directa (ver
interruptor en el gráfico)
-
Cuando el interruptor pasa
de la posición A a la posición
B, el voltaje en el
condensador Vc empieza a
descender desde Vo (voltaje
inicial en el condensador)
hasta tener 0 voltios de la
manera que se ve en el
gráfico.
0
-
La corriente tendrá un
valor máximo inicial de Vo/R
y la disminuirá hasta llegar a
0 amperios. (ver gráfico
inferior)
La corriente que pasa por la resistencia
y el condensador es la misma. Acordarse
que el un circuito en serie la corriente es la
misma por todos los elementos.
El valor de I (corriente que pasa
por R y C) en cualquier instante:
I = -(Vo / R) e-t / T
El valor de Vc (tensión en el
condensador) para cualquier
instante:
Vc = Vo x e-t / T
Luego que hayas finalizado de leer el contenido
prueba tus conocimientos a través de las siguientes
preguntas que se te presentan a continuación donde tendrás
varias opciones representadas con esta imagen de varios
colores.
Reto al Saber
Luis Antonio después de hacer unos arreglos en los faros de su vehículo queda sorprendido porque estos brillan con una baja intensidad al encender el vehículo.¿ Cual fue el error cometido?
Hacer la conexión en Paralelo.
Hacer la conexión en serie.
Se fundieron los faros.
Ninguna de las anteriores
Hacer la conexión en serie y paralelo.
El circuito mostrado ha estado funcionando por un tiempo largo. Las
dos pilas son idénticas, de fem constante y sin resistencia interna. Los
tres bombillos son idénticos. ¿ que sucederá al cerrar el interruptor?
Los bombillos A y B brillan igual que antes y el
bombillo C brilla mas que ellos.
Los bombillos A y B brillan igual que antes y el
bombillo C no prende.
El bombillo C prende y los bombillos A y B se apagan.
Los bombillos B y C brillan mas que el bombillo A.
Los bombillos B y C brillan mas que el bombillo A.
+ - + -
A B
C
¿Cuál de estas afirmaciones no es correcta?
La regla de Kirchhoff de las mallas es consecuencia de la
naturaleza conservativa de la fuerza eléctrica.
Según la regla de Kirchhoff de los nodos la cantidad de carga
que entra a un punto debe ser igual a la que sale de dicho
punto.
En un circuito, el voltaje entre los terminales de una batería
podría exceder el valor de la fem de la batería.
El tiempo que tarda un capacitor encargarse mediante una
batería no depende del valor de la rem de la batería.
La regla de Kirchhoff se aplican solamente a elementos del
circuito que obedezcan la ley de Ohm.
Cuando se conectan tres resistencias idénticas
en paralelo, resulta una resistencia equivalente
de 9Ω. Si las mismas resistencias se conectan
ahora en serie, la nueva resistencia equivalente
será:
1 Ω.
3 Ω.
9Ω.
27 Ω.
81 Ω.
Tres bombillos idénticos A, B y C, se encuentran conectados en
serie a la batería ideal. ¿Qué sucedería al conectar un alambre
entre los puntos 1 y 2?
Los tres siguen brillando con igual
intensidad.
Las tres brillan igual, pero con menor
intensidad.
Los tres bombillos se apagan.
El bombillo A brilla menos, mientras que los
bombillos B y C brillan más.
El bombillo A brilla más, mientras que los
bombillos B y C se apagan.
B
C
2
1
A
C
2
¿Que sucede con la corriente cuando un capacitor y una resistencia están conectados en serie?
Es diferente, en la resistencia y en el capacitor Es cero. Es igual, en la resistencia y en el capacitor. Ninguna de las anteriores.
Referencias Sears, Zemansky, Young: Física universitaria (sexta
edición). Addison-Wesley iberoamericana 2004.
Serway, R. A. ; Beichner,R.J. (2002). Física. TomoII. Mc Graw-Hill Interamericana, S.A.
http://www.acienciasgalilei.com/fis/pdf-fis/corrientecontinua.pdf [Martes, Julio del 2011]
Figueroa, Douglas. Electromagnetismo
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