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circuitos corriente continua

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    Tema 2 Tema 2 Presentation Transcript

    • TEMA 2
      CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA
    • 1. CORRIENTE ELÉCTRICA
      Se denomina corriente eléctrica al movimiento de cargas en el seno de un conductor.
      En los conductores metálicos las cargas son electrones y se desplazan espontáneamente en el sentido de los potenciales crecientes ( de menor a mayor potencial).
      La corriente eléctrica durará hasta que se igual en los potenciales que la provocan( corriente transitoria).
      Si se quiere conseguir una corriente permanente, debe mantener se la diferencia de potencial.
      2
    • En los circuitos, los elementos que se encargan de mantener la diferencia de potencial son los generadores (de tensión). Pueden ser:
      De corriente continua (c.c.) que obligan a los electrones a circular siempre en el mismo sentido.
      De corriente alterna (c.a.) que provocan un cambio periódico en el sentido de circulación de los electrones.
      3
      Los terminales de los generadores de c.c. se denominan polos o bornesy se designa como positivo el de mayor potencial y negativo el de menor.
    • La intensidad de corriente es la cantidad de carga que circula por un punto de un circuito en un tiempo determinado.
      La unidad de corriente eléctrica es el amperio [A] y se obtiene dividiendo la carga en culombios entre el tiempo en segundos.
      4
      2. INTENSIDAD DE CORRIENTE
    • 2.1. Unidades internacionales
      5
      2.2. El amperio hora
      2.3. Densidad de corriente
    • 3. LEY DE OHM
      La intensidad de corriente que circula por un conductor metálico es directamente proporcional a la diferencia de potencial existente en sus extremos inversamente proporcional a la resistencia del conductor.
      6
      La representación gráfica de la diferencia de potencial (o tensión)en función de la intensidad da lugara una línea recta.La pendiente de dicha recta es la resistencia eléctrica.
    • 7
      3.1. UNIDADES DE MEDIDA (S.I.)
      3.2. RESISTENCIA Y RESISTIVIDAD
      3.2.1. VARIACIÓN DE LA RESISTIVIDAD
    • 4. ASOCIACION RESISTENCIA
      8
      4.1. RESISTENCIA EN SERIE
      En un circuito de resistencias en serie podemos considerar las siguientes propiedades o características:
      • La intensidad de corriente que recorre el circuito es la misma en todos los componentes.
      • La suma de las caídas de tensión es igual a la tensión aplicada. 
      Donde VS es la tensión aplicada y Vi son las distintas caídas de tensión
      • Cada una de las caídas de tensión, la calculamos con la Ley de Ohm.
      Donde Vi es la caída de tensión, I es la intensidad y Ri es la resistencia considerada.
      • La resistencia equivalente del circuito es la suma de las resistencias que lo componen.
      Donde RS es la resistencia equivalente del circuito serie y Ri sos las distintas resistencias.
      • La resistencia equivalente es mayor que la mayor de las resistencias del circuito.
      • La intensidad total del circuito la calculamos con la Ley de Ohm.
      Donde I es la intensidad, VS es la tensión aplicada y RS es la resistencia equivalente del circuito serie.
    • 9
      PROCESO DE RESOLUCION
      Para simplificar el circuito, vamos aplicando las propiedades que hemos visto en el apartado anterior, veamos lo con un circuito de 3 resistencias:
       
      El primer paso consiste en hallar la resistencia equivalente del circuito (RS), y sustituir las
      3 resistencias por la que hemos calculado
       
      En este circuito simplificado podemos calcular la intensidad que lo recorre y con ella, volviendo al paso anterior, las diferentes caídas de tensión
    • 10
      EJEMPLO PRACTICO
      Consideremos los siguientes valores en el circuito de tres resistencias del apartado anterior: VS = 12 v., R1 = 40 KW, R2 = 60 KW y R3 = 20 KW.
      Tendremos que resolver el circuito calculando: RS, I, V1, V2 y V3. Y comprobando, por último, que la suma de las caídas de tensión es la tensión aplicada.
      • En primer lugar calculamos RS: RS = R1+R2+R3 = 40+60+20 = 120 KW
      • En segundo lugar, y situándonos en el circuito equivalente, calculamos I:
      I = VS/RS = 12 v/120 KW = 0'1 Ma
      • A continuación calculamos las distintas caídas de tensión:
      V1 = I · R1 = 0'1 mA · 40 KW = 4 v.
      V2 = I · R2 = 0'1 mA · 60 KW = 6 v.
      V3 = I · R3 = 0'1 mA · 20 KW = 2 v.
      • Y comprobamos que la suma de las caídas de tensión es la tensión aplicada:
      VS = V1 + V2 +V3 = 4 v + 6 v + 2 v = 12 v.
      • Debido esto último, en el caso de V3 también podríamos haber hecho lo siguiente:
      V3 = VS - (V1 + V2) = 12 v - (4 v + 6 v) = 12 v - 10 v = 2 v.
       
    • 11
      4.2. RESISTENCIA EN PARALELO
      En un circuito de resistencias en paralelo podemos considerar las siguientes propiedades o características:
      • La tensión es la misma en todos los puntos del circuito.
      • A cada uno de los caminos que puede seguir la corriente eléctrica se le denomina "rama".
      • La suma de las intensidades de rama es la intensidad total del circuito, coincide con la que sale de la pila.
      Donde IT es la intensidad total e Ii son las intensidades de rama.
      • La inversa de la resistencia equivalente del circuito paralelo es igual a la suma de las inversas de las resistencias.
      Donde Rp es la resistencia equivalente del circuito paralelo, y Ri son las distintas resistencias de rama.
      Despejando en la expresión anterior obtenemos:
      Si particularizamos para el caso de tener sólo dos resistencias:
      • La resistencia equivalente es menor que la menor de las resistencias del circuito.
      • Las intensidades de rama las calculamos con la Ley de Ohm.
      Donde Ii es la intensidad de rama, VS es la tensión de la pila y Ri es la resistencia de rama.
          Dadas estas características, decir que este circuito también recibe el nombre de divisor de intensidad.
    • 12
      Para simplificar el circuito, vamos aplicando las propiedades que hemos visto en el apartado anterior, veámoslo con un circuito de 2 resistencias:
      El primer paso consiste en hallar la resistencia equivalente del circuito (Rp), y sustituir las 2 resistencias por la que hemos calculado
      En este circuito simplificado podemos calcular el parámetro que nos falte, de los tres que intervienen.
    • 13
      Consideremos los siguientes valores en el circuito de 2 resistencias del apartado anterior: VS = 12 v., R1 = 40 KW y R2 = 60 KW.
      Tenemos que calcular: Rp, IT, I1 e I2.
      • En primer lugar calculamos Rp: Rp = (R1·R2)/(R1+R2) = (40·60)/(40+60) = 24 KW.
      • A continuación calculamos IT: IT = VS / Rp = 12 v/24 KW = 0'5 mA.
      • Y seguidamente calculamos I1 e I2:
      I1 = VS / R1 = 12 v/40 KW = 0'3 mA.
      I2 = VS / R2 = 12 v/60 KW = 0'2 mA.
      • También podríamos haber calculado IT como la suma de I1 e I2:
      IT = I1 + I2 = 0'3+0'2 = 0'5 mA.
    • 14
      ASOCIACIÓN EN ESTRELLA Y EN TRIÁNGULO:
       
      Este tipo de asociaciones, que tienen su importancia en diversos circuitos electrotécnico, como en el arranque de motores eléctricos (que se verá en unidades posteriores a esta), se explicarán directamente sobre su formulación matemática a través de su esquema, sin entrar en su demostración.
      Para transformar una conexión triángulo en estrella:
      Para transformar una conexión estrella en triángulo:
    • 15
      EJEMPLO