El nuevo Trabajo Colaborativo 1 Analisis de Circuitos

ANALISIS DE CIRCUITOS 243003

TRABAJO COLABORATIVO 1

PRESENTADO A:

Tutor Milton Oswaldo Amarillo

PRESENTADO POR:

Ángela Cristina Pico Díaz Cód. 1049413709

Jhon Alexander López Cuy Cód. 7184921

Jonathan Lewis Cabrera Díaz Cód. 88034378

Borys Felipe Rodríguez López Cód. 1053724742

Grupo N° 43

Universidad Nacional Abierta y a Distancia UNAD

Escuela De Las Ciencias Básicas Tecnológicas e Ingenierías ECBTI

Ceres Garagoa

Agosto 2015

INTRODUCCIÓN

El curso de Análisis de Circuitos hace parte del campo de formación profesional; además pretende brindarle al estudiante los principios básicos para el análisis y diseño de circuitos eléctricos de corriente continua y alterna, se incluyen además los fundamentos de la instrumentación industrial.

En el mundo de hoy las aplicaciones de la electrónica se basan en el uso de los principios fundamentales de los circuitos eléctricos. Los productos electrónicos que usamos día a día fueron construidos empleando los circuitos eléctricos como parte del diseño.

Los principios de los circuitos eléctricos son empleados en productos electrónicos industriales, generación, y distribución de potencia, hardware de computadores, automatización, robótica, control y sistemas de comunicación.

Para que se desarrolle un proceso de aprendizaje autónomo del curso se contarán con trabajos colaborativos, que permitan que los estudiantes desarrollen el componente práctico mediante el empleo de simulaciones y montajes básicos de circuitos.

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL.

• Reconocer los conceptos básicos, elementos y fórmulas de circuitos DC que nos permiten hallar los valores de resistencia total, Corriente Total, caída de voltaje en cada una de las resistencias del circuito y la potencia del mismo.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

• Mostrar los conceptos básicos del curso, sus unidades de medida y aplicaciones de los circuitos.

• Adquirir la capacidad mediante el desarrollo del curso de realizar el análisis de circuitos eléctricos mediante el uso de diferentes métodos.

• Revisar las aplicaciones de los circuitos resistivos como son las fuentes de voltaje, los amplificadores y los amplificadores operacionales.

DESARROLLO

Conceptos

• Corriente: es un flujo de carga eléctrica por unidad de tiempo que recorre un material, se debe al movimiento de las cargas normalmente electrones en el interior del material.

La corriente eléctrica es el paso de electrones desde el polo negativo al positivo comenzando dicha progresión en el polo positivo.

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La corriente eléctrica o intensidad eléctrica de corriente es la cantidad de electricidad que recorre un circuito en la unidad de tiempo.

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La podemos comparar con una corriente de agua

La unidad de medida de intensidad (símbolo I) de corriente eléctrica es el amperio (A) de esta manera cuando el circuito mueve una carga de un culombio en un tiempo de un segundo se dice que la corriente tiene una intensidad de amperio.

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Medida de la intensidad de la corriente eléctrica: Para medir la corriente eléctrica utilizamos aparatos llamados amperímetros para medir el caudal de agua un contador. Lo que quiere decir es que la corriente se mide en serie.

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Corriente Continua (C.C)

La corriente continua es la que proporcionan las baterías de acumuladores, pilas, dinamos y células fotovoltaicas su símbolo es (----).

Una corriente continua se caracteriza por que los electrones libres siempre se mueven en el mismo sentido por el conductor con una intensidad constante.

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Corriente Alterna (C.A)

Es la que producen los alternadores, las centrales eléctricas, es la forma más común de transportar la energía eléctrica y de consumirla en nuestro hogares e industrias.

Una corriente alterna se caracteriza por que el flujo de los electrones se mueve por el conductor en un sentido y otro, además el valor de la corriente eléctrica es variable.

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• Voltaje:

Es una   magnitud física el cual podemos cuantificar o medir la diferencia de potencia eléctrica ola tención eléctrica en dos puntos y la podemos medir con aparato que es el voltímetro.

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Voltaje y voltio son términos en homenaje a Alessandro volta que en 1800 invento la pila voltaica la primera batería química su unidad de medida es el voltio (v).

• Potencia: La potencia eléctrica es la relación de paso de energía de un flujo por unidad de tiempo; es decir, la cantidad de energía entregada o absorbida por un elemento en un tiempo determinado.

La unidad en el Sistema Internacional de Unidades es en vatio (watt).

Cuando una corriente eléctrica fluye en cualquier circuito, puede transferir energía al hacer un trabajo mecánico o termodinámico; Los dispositivos convierten la energía eléctrica de muchas maneras útiles, como calor, luz (lámpara incandescente), movimiento (motor eléctrico), sonido (altavoz) o procesos químicos. La electricidad se puede producir mecánica o químicamente por la generación de energía eléctrica, o también por la transformación de la luz en las células fotoeléctricas. Por último, se puede almacenar químicamente en baterías.

Formulas de la potencia:

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• Energía: Capacidad que tiene un cuerpo o un sistema para realizar un trabajo o producir un cambio o transformación.

La energía eléctrica es la forma de energía que resulta de la existencia de una diferencia de potencial entre dos puntos situaciones que permitirán establecer una corriente eléctricamente ambos puntos si se los coloca en contacto por intermedio eléctrico para obtener el trabajo mencionado.

• Resistencia: Se le denomina resistencia eléctrica a la igualdad de oposición que tienen los electrones al moverse a través de un conductor. La unidad de resistencia en el Sistema Internacional es el ohmio, que se representa con la letra griega omega (Ω), en honor al físico alemán Georg Ohm, quien descubrió el principio que ahora lleva su nombre.

La resistencia eléctrica como unidad de medida nos ayuda a diferenciar los cuerpos que son mejores conductores de los que son peores de tal manera que podremos decir que un mal conductor posee mucha resistencia eléctrica mientras que uno bueno tiene poca.

La resistencia eléctrica es mayor o menor oposición que ofrecen los cuerpos conductores al paso de la corriente eléctrica.

Este fenómeno se podría explicar así cuando los electrones circulan por un conductor estos tienen que moverse a través de todos los átomos produciéndose una especie de razonamiento (resistencia al movimiento de electrones) que se trasforman en calor.

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El aparato para medir   la resistencia es el óhmetro. Para medir el valor de la resistencia bastara con conectar los extremos de la puntas del óhmetro.  

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Existen varios tips conocidos y más utilizados para medir resistencia de una forma más aproximada es el que incorpora el polímero o el puente de Wheaton es otro aparato de medida resistencia cuando se quiere mayor precisión.

• Ley de ohm: Hasta hora hemos estudiado con detenimiento varias magnitudes eléctricas como la intensidad de la corriente, la tensión, y la resistencia. En la práctica se nos puede presentar problemas en los que conozcamos dos de estas magnitudes y tengamos que determinar la tercera para resolver estos problemas y otros tantos que se presentan en la práctica es necesario aplicar la fórmula de ohm con las tres magnitudes eléctricas (i, v,r).

El físico ohm basándose en un experimento determino que la intensidad de la corriente que corre un circuito eléctrico es directamente proporcional a la tención aplicada (a más tensión, más intensidad) e inversamente proporcional a la resistencia eléctrica (a más resistencia menos intensidad).

Formulas

Corriente:

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Tensión:

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Resistencia:

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• Fuentes: En electricidad se llama fuente al elemento activo que es capaz de generar una diferencia de potencial entre sus bornes o proporcionar una corriente eléctrica para que otros circuitos funcionen.
• Transductores: Un transductor es un dispositivo que convierte una señal de un tipo de energía en otra. La base es sencilla, se puede obtener la misma información de cualquier secuencia similar de oscilaciones, ya sean ondas sonoras (aire vibrando), vibraciones mecánicas de un sólido, corrientes y voltajes alternos en circuitos eléctricos, vibraciones de ondas electromagnéticas radiadas en el espacio en forma de ondas de radio o las marcas permanentes grabadas en un disco o una cinta magnética.

• Interruptor: es un dispositivo que permite desviar o interrumpir el curso de una corriente eléctrica. En el mundo moderno sus tipos y aplicaciones son innumerables, van desde un simple interruptor que apaga o enciende una bombilla, hasta un complicado selector de transferencia automático de múltiples capas, controlado por computadora.

• Capacitadores: Un capacitor o condensador (nombre por el cual también se le conoce), se asemeja mucho a una batería, pues al igual que ésta su función principal es almacenar energía eléctrica, pero de forma diferente.

• Inductores: Un inductor, bobina o reactor es un componente pasivo de un circuito eléctrico que, debido al fenómeno de la autoinducción, almacena energía en forma de campo magnético.

• Almacenamiento de energía: Comprende los métodos que tiene la humanidad para conservar en la medida de lo posible una cierta cantidad en cualquier forma, para liberarla cuando se requiera en la misma forma en que se recolectó o en otra diferente. Un ejemplo es el reloj mecánico que almacena en el muelle la energía para ir consumiéndola vía un regulador. En un ordenador los condensadores existentes en un chip almacenan la energía suficiente para que al volver a encenderse tengan la memoria de algunas de las funciones previas.

• Ley de Kirchhoff: Son dos igualdades que se basan en la conservación de la energía y la carga en los circuitos eléctricos.

• Circuito en serie: Es un circuito donde solo existe un camino desde la fuente de tensión (corriente) o a través de todos los elementos del circuito, hasta regresar nuevamente a la fuente. Esto indica que la misma corriente fluye a través de todos los elementos del circuito, o que en cualquier punto del circuito la corriente es igual.

• Circuito en paralelo: Es un circuito que tiene dos o más caminos independientes desde la fuente de tensión, pasando a través de elementos del circuito hasta regresar nuevamente a la fuente. En este tipo de circuito dos o más elementos están conectados entre el mismo par de nodos, por lo que tendrán la misma tensión. Si se conectan más elementos en paralelo, estos seguirán recibiendo la misma tensión, pero obligaran a la fuente a generar más corriente. Esta es la gran ventaja de los circuitos en paralelo con respecto a los circuitos en serie; si se funde o se retira un elemento como por ejemplo una bombilla, el circuito seguirá operando para el funcionamiento de los demás elementos.

• El divisor de voltaje: El divisor de voltaje más simple consiste en dos resistencias conectadas en serie. Se utilizan los divisores de voltaje en casos en que los voltajes son demasiados grandes y en que existe la necesidad de dividir tales voltajes. Se puede calcular los voltajes y resistencias utilizando la ecuación proporcional siguiente:

[pic 16]

Al igual que el divisor de voltaje, el divisor de corriente consiste en dos resistencias conectadas en paralelo. Se puede calcular las corrientes y resistencias usando la ecuación proporcional siguiente:

[pic 17]

De acuerdo al circuito presentado, hallar los siguientes valores:

• Resistencia Total.
• Corriente total (A).
• Caída de voltaje en cada una de las resistencias del circuito.
• Corriente que circula por cada una de las resistencias.
• Potencia del circuito.

DESARROLLO EJERCICIOS

Circuito:

[pic 18]

Resistencia Total: Primero sumamos las resistencias en paralelo para dejar el circuito en serie.

Sumamos:

R5+R6

R8+R9

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