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Circuitos electricos y electronicos
 

Circuitos electricos y electronicos

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    Circuitos electricos y electronicos Circuitos electricos y electronicos Presentation Transcript

    • CIRCUITOS ELECTRICOS Y ELECTRONICOS
      POR
      NATALIA URREGO OSPINA
    • GENERALIDADES
      Tras el invento de la bombilla eléctrica por Thomas Alva Edison, en 1879, la vida de la mayoría de las personas cambió radicalmente. La electricidad ha cambiado nuestra forma de vivir, de trabajar, de comunicarnos o de disfrutar del tiempo libre.
      Se puede decir que la electricidad mueve el mundo. Por eso es difícil imaginar nuestra vida sin electricidad.
      La electricidad ofrece tantas ventajas debido a que se puede transformar en otras formas de energía con relativa facilidad:
    • CIRCUITO ELÉCTRICO
      Un circuito eléctrico es un camino completo por donde puede circular la corriente eléctrica.
      Todos los circuitos eléctricos y electrónicos, sin importar su complejidad, tienen tres factores asociados con ellos: Corriente, voltaje y resistencia.
      Se dice que un circuito está abierto cuando hay una interrupción que no permite el paso el corriente, y que un circuito está cerrado cuando circula la corriente por él.
    • CIRCUITO ELÉCTRICO
      Un cortocircuito se produce cuando la resistencia de un circuito eléctrico es muy pequeña o cuando se unen las dos terminales de la fuente, provocando que el valor de la corriente que circula sea excesivamente grande, llegando a producir la rotura de la fuente o la destrucción de los cables.
      Un circuito eléctrico esta conformado por una serie de elementos eléctricos o electrónicos, tales como resistencias, inductancias, condensadores, fuentes, y/o dispositivos electrónicos semiconductores, conectados eléctricamente entre sí con el propósito de generar, transportar o modificar señales electrónicas o eléctricas. Un circuito eléctrico está compuesto por:
      • FUENTE.
      • CONDUCTOR .
      • CARGA.
      • ELEMENTO DE MANIOBRA o CONTROL (INTERRUPTOR).
    • FUENTE
      La fuente es el elemento activo que es capaz de generar una diferencia de potencial entre sus bornes o proporcionar una corriente eléctrica, por ejemplo: pilas, baterías, dinamos de bicicleta, entre otros.
      Existen dos tipos de fuentes:
      • De corriente continua
      • De corriente alterna..
      Las fuentes de corriente tienen dos polos: uno positivo (+) y uno negativo (-).
      En las fuentes de corriente alterna al polo positivo se le llama línea viva y al polo negativo se le llama línea neutra.
    • ELEMENTOS CONDUCTORES O CABLES
      Los principales materiales conductores son: El oro, la plata, el cobre, el aluminio, el latón, el zinc, el hierro y en general todos los metales.
      Los materiales aislantes, como su nombre lo indica, se utilizan para aislar los materiales conductores y los más utilizados son: la baquelita, el PVC, el caucho, entre otros.
      PARENTESIS: Existen unos elementos que ocupan una posición intermedia entre los conductores y los aislantes, y se denominan los semiconductores. Los más importantes para la electrónica han sido el Silicio y el Germanio, ya que tienen características muy especiales que se han aprovechado para la fabricación de los componentes de la familia de los semiconductores, como los diodos, transistores, circuitos integrados, etc.
      Los conductores son los cables y láminas metálicas que tienen la misión de conectar la fuente con la carga. Con los cables conectamos los distintos componentes del circuito.
    • CARGAS O CONSUMIDOR
      El componente de un circuito que recibe la energía eléctrica suministrada por la fuente se llama carga y su función es introducir una dificultad adicional a la circulación de la corriente, para modificar a conveniencia los valores de voltaje e intensidad de corriente en algunas partes del circuito.
      La carga se comporta o responde de una o más de las siguientes formas:
      Resistivo: Si la energía la disipa el elemento. Por ejemplo, la bombilla disipa la energía a través de calor
      Capacitivo: Es aquella que acumula un campo eléctrico de forma temporal. Por ejemplo, los condensadores.
      Inductivo: Si almacena un campo magnético de forma temporal. Por ejemplo, una bobina.
      En la práctica, los componentes de un circuito se comportan de más de una de dichas formas, y muchas veces de las tres simultáneamente; pero lo normal es que predomine uno de los efectos citados sobre los otros.
    • RESISTENCIAS ( R )
      Las resistencias son componentes pasivos que se oponen al paso de la corriente eléctrica. La unidad de medida de las resistencias es el Ohmio, que se representa con la letra griega Omega (Ω).
      La diferencia de potencial (V) en los bornes o terminales de un elemento resistivo puro, es directamente proporcional a la intensidad de corriente (I) que circula por él.
      V (t)=R x I (t)
      Donde,
      R = la resistencia eléctrica del elemento.
      Por ejemplo:
      Si R= 5 Ω y tenemos una corriente de 3 A, cual es el voltaje?
      Si R= 6 Ω y el voltaje es de 12 V, cual es la corriente?
    • RESISTENCIAS
      Las resistencias vienen en muchos tamaños y formas y se dividen en dos tipos principalmente:
      • Resistencias fijas: su valor óhmico viene pre establecido de fabrica.
      • Resistencias variables: El valor de resistencia puede ser variado a voluntad.
      Éstas resistencias se subdividen en otros grupos según su fabricación y forma, como se muestran en las ilustraciones.
      Las resistencias fijas llevan grabadas sobre su cuerpo unas bandas de color que permite identificar el valor óhmico que éstas poseen. Esto es cierto para resistencias de potencia pequeña (menor de 2 W.), ya que las de potencia mayor generalmente llevan su valor impreso con números sobre su cuerpo.
    • CÓDIGO DE COLORES PARA RESISTENCIAS
      En la resistencia de la izquierda vemos el método de codificación más difundido. En el cuerpo de la resistencia hay 4 anillos de color que, considerándolos a partir de un extremo y en dirección al centro, indican el valor óhmico de este componente.
      El número que corresponde al primer color indica la primera cifra, el segundo color la segunda cifra y el tercer color indica el número de ceros que siguen a la cifra obtenida, con lo que se tiene el valor efectivo de la resistencia. El cuarto anillo, o su ausencia, indica la tolerancia.
      La resistencia de la derecha, por su parte, tiene una banda más de color y es que se trata de una resistencia de precisión. Esto además es corroborado por el color de la banda de tolerancia, que al ser de color rojo indica que es una resistencia del 2%.
    • CÓDIGO DE COLORES PARA RESISTENCIAS
      Un caso de confusión al interpretar el código de colores puede presentarse cuando por error se lee las bandas de color al revés. Estas resistencias son las mismas que antes, pero vistas al contrario.
      En la primera, si leemos de izquierda a derecha, ahora vemos oro-naranja-violeta-amarillo. El oro NO es un color usado para las cifras significativas, así que algo va mal. Además el amarillo no es un color que represente tolerancias. En un caso extremo, la combinación naranja-violeta-amarillo (errónea por otro lado porque la banda de tolerancia no va a la izquierda de las otras) nos daría el valor de 370 KΩ, que no es un valor normalizado.
    • CÓDIGO DE COLORES PARA RESISTENCIAS
    • CÓDIGO DE COLORES PARA RESISTENCIAS
      Tabla con los valores normalizados de resistencias, que ayudará a encajarlas según valores establecidos internacionalmente.
    • SIMBOLOGIA RESISTENCIAS
    • CONDENSADORES O CAPACITORES
      Un condensador esta formado por dos placas metálicas separadas por un material aislante llamado “dieléctrico”.
      La diferencia de potencial (V) en los terminales de un condensador, es proporcional a la carga (q) en él almacenada. La constante de proporcionalidad (C) se llama capacidad del condensador. Estos es:
      q(t) = C x V(t)
      i = dq/dt
      V(t) = (1/C) x ∫i dt
      La unidad de capacidad se llama Faradio (F). La capacidad de un condensador es de 1F cuando almacena 1C (culombio) de carga al aplicarle un 1V, es decir, 1F = C/V. como se trata de una unidad muy grande se utilizan los submúltiplos:
      1μF = 10-6F y 1pF = 10-12F
    • CONDENSADORES O CAPACITORES
      Como las resistencias se dividen en dos grandes grupos: fijos y variables.
      Los condensadores fijos se dividen a su vez en:
      Polarizados o electrolíticos: se clasifican en dos tipos: de aluminio y de tantalio.
      No polarizados: se clasifican según el tipo de fabricación en: poliéster, mica, cerámica y papel.
      los condensadores variables también se clasifican en dos tipos:
      Con Dieléctrico de aire.
      Con Dieléctrico de mica
    • CONDENSADORES O CAPACITORES
    • INDUCTANCIAS (BOBINAS Y TRANSFORMADORES)
      Los inductores también reciben el nombre de bobinas, y están formadas por varias vueltas o espiras de alambre de cobre enrollado entre sí.
      Cuando se tienen varias bobinas sobre un mismo núcleo, se forma un transformador.
      La bobina almacena energía eléctrica en forma de campo magnético cuando aumenta la intensidad de corriente, y la devuelve cuando la corriente disminuyendo.
      En toda bobina eléctrica dentro de un circuito se produce en ella una caída de tensión:
    • INDUCTANCIAS (BOBINAS Y TRANSFORMADORES)
      La función de las bobinas, es oponerse a los cambios en la dirección de la corriente, y la función de los transformadores es aumentar o rebajar el voltaje y la corriente.
      Los principales tipos de bobinas son:
      De núcleo de aire.
      De núcleo de hierro.
      De núcleo de ferrita.
    • INTERRUPTORES
      Son dispositivos que nos permiten abrir o cerrar el circuito cuando lo necesitamos, algunos elementos de control son:
      • Pulsador: Permite abrir o cerrar el circuito sólo mientras lo mantenemos pulsado.
      • Interruptor: Permite abrir o cerrar un circuito y que este permanezca en la misma posición hasta que volvamos a actuar sobre él.
      • Conmutador: Permiteabrir o cerrar un circuito desde distintos puntos del circuito. Un tipo especial es el conmutador de cruce que permite invertir la polaridad del circuito, lo usamos para invertir el giro de motores.
    • ESQUEMA DE UN CIRCUITO
      Los circuitos eléctricos se representan mediante esquemas:
      En los esquemas, cada componente tiene un símbolo establecido:
    • TIPOS DE CIRCUITOS
      Según su configuración los circuitos eléctricos se clasifican en:
      • Serie
      • Paralelos
    • CIRCUITOS EN SERIE
      Los circuitos en serie son aquellos que disponen de dos o más cargas seguidags en el mismo cable.
      Todos los elementos conectados en serie son atravesados por la misma corriente eléctrica.
      Es de anotar, que en los circuitos serie si alguno de los elementos que están conectados falla, el circuito se interrumpe (se abre) y la corriente deja de fluir por el circuito.
      En un circuito en serie:
      ♦ La intensidad (I) es igual en todos los puntos del circuito.
      ♦ La tensión o el voltaje se reparte entre los diferentes cargas.
    • CIRCUITOS EN SERIE
      En función de los dispositivos conectados en serie, el valor total o equivalente se obtiene con las siguientes expresiones:
      • Para generadores
      • Para Resistencias
      • Para Condensadores
      • Para Interruptores
    • CIRCUITOS EN PARALELO
      Un circuito en paralelo, es aquel que tiene dos o más elementos conectados en distintos cables. En un circuito en paralelo, la corriente dispone de varios caminos alternativos para pasar del polo negativo al polo positivo.
      Es de anotar que en un circuito en paralelo, si uno de los elementos deja de funcionar no interferirá con el paso de la corriente a través de los otros elementos.
      En un circuito en paralelo:
      ♦ La corriente eléctrica se reparte por las ramas donde se sitúan los componentes.
      ♦ El voltaje de cada carga es el mismo.
    • CIRCUITOS EN PARALELO
      En función de los dispositivos conectados en paralelo, el valor total o equivalente se obtiene con las siguientes expresiones:
      • Para generadores
      • Para Resistencias
      • Para Condensadores
      • Para Interruptores
    • TIPOS DE CIRCUITOS - RESUMEN
    • SENTIDO DE LA CORRIENTE ELECTRICA - CONVENCIÓN
      Por convención se considera que la corriente es positiva en el sentido del movimiento de carga positiva. Normalmente la corriente es debida al movimiento de electrones, que tienen carga negativa. (Esto significa que el sentido positivo de la corriente es el opuesto al sentido del movimiento de los electrones), es decir, de polo positivo a negativo.
    • LEY DE OHM
      La ley de Ohm establece la relación existente entre la diferencia de potencial en los extremos de un elemento que presenta una resistencia R , y la corriente que lo atraviesa. Por con siguiente se podría decir que:
      “El voltaje presente en los terminales de un elemento de circuito (o en los terminales de un circuito sencillo) es igual al producto de la resistencia por la intensidad de corriente que circula en el circuito”
      V= I x R
      Donde,
      V= voltios
      I = Amperios
      R = Ohmios.
      La ley de ohm también sirve para calcular y predecir que cantidad de corriente circulará a través de un elemento en un circuito, lo cual es necesario para el diseño de proyectos electrónicos.
      CIRCUITO MOSTRANDO LA LEY DE OHM
    • CALCULO DE MAGNITUDES EN UN CIRCUITO EN SERIE
      En el siguiente ejemplo se va a calcular la intensidad de corriente y el voltaje en los extremos de cada resistencia del circuito:
      Tomado de: http://platea.pntic.mec.es/curso20/34_flash/html8/
    • CALCULO DE MAGNITUDES EN UN CIRCUITO EN PARALELO
      En el siguiente ejemplo se va a el voltaje en los puntos A y B, la intensidad de corriente por cada resistencia y la intensidad de corriente total del circuito:
      Tomado de: http://platea.pntic.mec.es/curso20/34_flash/html8/
    • PRECAUCIONES CON EL MANEJO DE LA CORRIENTE ELECTRICA
      Las descargas eléctricas pueden producir desde pequeños calambres, hasta serias quemaduras y contracciones musculares que pueden provocar la muerte. Es por esta razón que es importante adoptar las siguientes medidas de seguridad:
      • No se debe manipular el interior de ningún aparato eléctrico mientras está conectado a la red.
      • No se debe tocar ningún aparato eléctrico que está encendido si se tiene las manos o los pies mojados. El motivo es que la humedad facilita notablemente el paso de la corriente eléctrica por nuestro cuerpo. Por eso es tan peligroso manejar aparatos eléctricos en el baño.
    • http://platea.pntic.mec.es/curso20/34_flash/html8/
      http://www.librosvivos.net/smtc/homeTC.asp?TemaClave=1021
      http://labfisica.santiago.usm.cl/fisica/sistema/Laboratorios/Fisica%20119-120/Experiencia%202%20Circuitos%20electricos%20v%202010.pdf
      http://aula2.elmundo.es/aula/laminas/lamina1164276815.pdf
      http://www.monografias.com/trabajos34/circuitos-electricos/circuitos-electricos.shtml
      http://www.fdi.ucm.es/profesor/alvarop/IE_GrupoC/Tema0/Extras/Redesyteoremas.pdf
      http://www.iesbajoaragon.com/~tecnologia/Elec/Cir_elec.htm
      http://www.mailxmail.com/curso-electricidad-pc/corto-circuito
      http://www.educared.net/concurso2009/WEB_1133/resistores.html
      http://www.ucontrol.com.ar/wiki/index.php?title=Condensador
      Edminister, Joseph A. Teoría y problemas. Circuitos eléctricos. Editorial Mc Graw Hill. 1969.
      Enciclopedia. Curso básico de electrónica aplicada. Editorial Edissa. 1988
      BIBLIOGRAFIA