sesion 1 ecd-123-123

ESCUELA PROFESIONAL DE

INGENIERIA DE SISTEMAS

Definicin y caractersticas de la corriente elctrica.

Dispositivos electrnicos pasivos y activos.

Mediciones electrnicas.

SESION 01

Qu es la electricidad?

Dnde la vemos?

Dnde est la electricidad?

Cmo se genera?

Nuestra civilizacin depende de la electricidad

Algunos aparatos elctricos de la vida cotidiana...

Cmo sera nuestra vida sin electricidad?

Carga y corriente elctrica

Qu entender por electricidad?

Nosotros utilizamos la electricidad

Pero ha existido desde el origen del universo. Incluso antes de la formacin de la materia.

Mtodos de electrizacin

En qu unidad se mide la carga elctrica?

Cul es la carga del electrn y del protn?

La unidad de carga elctrica

Charles Coulomb (1736 1806) Fsico francs

1C = 6.24151 1018 e

Qu significa una diferencia de potencial de 1 volt?

1Volt = ?

Alessandro Volta (1745-1827) junto a su pila voltaica

Voltaje

Voltaje

Cmo mido la corriente?

Andr Ampre (1775-1836)

Corriente elctrica

Corriente elctrica

Corriente elctrica

Qu pasa si medimos el voltaje y la corriente que pasa por una resistencia?

Georg Simon Ohm (1787-1854)

Fsico alemn

Representacin del componentes elctricos en diagrama V-I

+

-

V

I I

V

Corto (R = 0)

+

-

V

I I

V

Abierto (R = )

+

-

V

I I

V

Batera

+

-

I I

V

Resistencia (R)

V

I

+

-

V

V

Fuente Corriente

I

Potencia y ley de Joule

Cmo medimos el gasto de un dispositivo electrnico?

Midiendo la potencia disipada

Potencia y ley de joule

Qu significa 1 watt de potencia?

Qu me cobran cuando pago la cuenta de la luz?

James Watt (1736-1819)

Resistencia elctrica

Ley de Joule

Potencia corriente voltaje

Energa

Tiempo

Potencia

Qu es la POTENCIA?

P = VI

La potencia es la razn de entrega o absorcin de energa en cierto tiempo.

Circuitos elctricos

La energa se tiene que conservar en un circuito cerrado

Cmo se escribe la conservacin para los circuitos en serie y en paralelo?

Gustav Robert Kirchhoff

Leyes de Kirchoff

Ley de Kirchhoff para corrientes(LKC)

Establece que la suma algebraica de las corrientes que entran a un nodo o circuito es idntica a cero en todo instante.

Este principio es consecuencia del hecho de que una carga no

puede acumularse en un nodo.

Ley de Kirchhoff para voltajes(LKV)

Establece que la suma algebraica de los voltajes alrededor de cualquier trayectoria cerrada en un circuito es idntica a cero en todo instante.

DISPOSITIVOS ELECTRONICOS BASICOS

RESISTENCIAS

Las ms habituales son de pelcula de carbn.

Se clasifican en funcin de su potencia por tamaos: de 1 W, de 1/2 W y de 1/4 W

Su valor est indicado mediante un cdigo de colores sobre su superficie.

ANALOGA MECNICA DE UN CIRCUITO SENCILLO

Tipos de resistencias Resistencias fijas

Resistencias variables (Potencimetros)

Resistencias dependientes

Resistencias dependientes de la luz (LDR)

Resistencias dependientes de la temperatura (PTC y NTC)

Resistencias dependientes del voltaje (VDR)

Tipos de resistencias

Resistencias fijas

Tienen un valor fijo, constante, que el fabricante pone sobre la propia

resistencia (con nmeros o con un cdigo de colores). Son las ms

habituales, y se pueden ver en cualquier circuito electrnico.


Resistencias variables (Potencimetros) Un potencimetro es una resistencia cuyo valor se puede modificar

moviendo un contacto giratorio o deslizante, sobre un elemento resistivo.

Tienen un valor que el usuario puede variar a voluntad entre unos lmites.

Se utilizan para ajustar algn parmetro en un circuito electrnico; por

ejemplo subir o bajar el volumen, etc.


Resistencias dependientes: Varan su valor automticamente en funcin de alguna magnitud fsica. Tendremos:






Su resistencia vara en funcin de la luz que

reciben, de forma que cuando aumenta la cantidad

de luz que incide sobre ella, su resistencia

disminuye; es decir, cuanta ms luz menos

resistencia. Tienen un encapsulado transparente

para que la luz llegue a su interior. Se utilizan en

detectores por interrupcin de luz, fotmetros,

interruptores crepusculares, etc.



Su resistencia vara con la temperatura. En las de

coeficiente de temperatura negativo o NTC, al

aumentar la temperatura disminuye la resistencia,

mientras que en las de coeficiente de temperatura

positivo o PTC, al aumentar la temperatura tambin

aumenta la resistencia. Se utilizan en termmetros,

detectores de nivel de lquidos, alarmas contra

incendios, etc.



Al aumentar el voltaje entre sus extremos disminuye su resistencia. Se

utilizan en circuitos de proteccin contra sobretensiones.


CIRCUITO ABIERTO Y CORTOCIRCUITO

Circuito abierto: Es una rama de un circuito por la que no circula corriente.

A B

r IVAB

r

R

0

ABV

Cortocircuito: Es un recorrido de muy baja resistencia (idealmente R=0) entre dos puntos de un circuito.

r

R

CO

RTO

CIR

CU

ITO

A

B

0VAB

Conexiones de Resistencias

Resistencias en serie

Resistencias en paralelo

Resistencias mixtas


Dos o ms resistencias en serie (que les atraviesa la misma intensidad) es equivalente a una nica resistencia cuyo valor es igual a la suma de las resistencias.

RT = R1 + R2


RT = ?


Cuando tenemos dos o ms resistencias en paralelo (que soportan la misma tensin), pueden ser sustituidas por una resistencia equivalente, como se ve en el dibujo:


RT =

CONEXION MIXTA

RT =

CONDENSADORES

Sirven para almacenar carga de forma temporal.

Una vez cargados, se descargan al cerrar sus terminales sobre un circuito cerrado.

Su capacidad se mide en Faradios (F)

En la imagen puedes ver los del tipo electroltico. Importante: estos condensadores tienen polaridad (+ y -) y deben conectarse adecuadamente.

El nombre Faradio es en honor a Michael Faraday, quien fue uno de los primeros en trabajar en fenmenos de induccin electromagntica.

Por ejemplo: En una radio ayuda a sintonizar e igualar la

corriente proporcionada por una fuente de energa.

En el flash de una cmara fotogrfica, proporciona la energa para que se produzca el destello de luz.

En el circuito de un tubo fluorescente tiene la funcin de apagar chispas.

En el circuito de una tarjeta de memoria RAM, almacena energa.

Almacenes de energa

La capacidad de un condensador se define como el cociente entre la carga de la placa y la diferencia de voltaje.

C = Q V

La capacidad (C) se mide en Faradios (F); (Q) se mide en Coulomb y (V) en Volts.

Al ser el Faradio una magnitud muy grande, ocasionalmente veremos subunidades como las siguientes: mili Faradio (mF) = 0,001 F microfaradio (F) = 0,000001 F nanoFaradio (nF) = 0,000000001 F

Capacidad

Ejemplos de condensadores Condensador electroltico (polarizado)

Condensador cermico Condensador polister

Condensador tntalo (polarizado)

Tipos de condensador

Condensador variable

Condensadores en serie

1/CT = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 + 1/C4

CT = C1 + C2 + C3 + C4

Condensadores en paralelo

INDUCTORES O BOBINAS

Un inductor se define como un elemento de dos terminales formado por un embobinado de N vueltas de alambre, que introduce inductancia en un circuito elctrico.

N vueltas

Un inductor ideal es una bobina con alambre sin resistencia.

En una bobina, asociado con una corriente i, existe un flujo magntico (t). En este caso se tiene N vueltas y cada lnea de flujo pasa a travs de todas ellas, entonces el flujo total es N

Inductancia es una medida de la capacidad de un dispositivo de almacenar energa en forma de campo magntico

Circuito Inductivo

http://www.google.com.pe/imgres?imgurl=http://img.directindustry.es/images_di/press/press-g/inductores-de-pfc-linea-sfl-P340042.jpg&imgrefurl=http://news.directindustry.es/press/itacoil-trasformatori/inductores-de-pfc-linea-sfl-58872-340042.html&usg=__O4e1k73vBCt-qFKNkG5TqeIbt-Q=&h=300&w=300&sz=16&hl=es&start=10&zoom=1&um=1&itbs=1&tbnid=pkSSnsek8ygBVM:&tbnh=116&tbnw=116&prev=/images?q=inductores&um=1&hl=es&rlz=1W1SKPT_es&biw=1345&bih=532&tbs=isch:1&ei=WiiPTZ-0JYG4tgfm0IXJDQ

Bobinas en serie

LT = L1 + L2 + L3

Bobinas en paralelo

1/LT = 1/L1 + 1/L2 + 1/L3

Elementos Activos y Pasivos

Un elemento activo es capaz de suministrar energa

Los elementos activos son fuentes de energa.

Los elementos activos pueden ser: las bateras

los generadores.

Elementos Activos

Fuentes Independientes.

La fuente de tensin, entrega energa a una tensin determinada por el diseador del circuito, que no depende de ninguna seal del circuito. La corriente entregada por la fuente de tensin esta determinada por el resto del circuito.

La fuente de corriente, entrega energa a una corriente determinada por lo general por el diseador del circuito, que no depende de ninguna seal del circuito. La tensin en la fuente de corriente queda determinada por el resto del circuito.

Fuente independiente de corriente

Fuente dependiente de corriente

Fuente de tensin D.C. Fuente independiente de tensin

Fuente independiente de tensin variable (AC)

Fuente dependiente de tensin.

Instrumentos de medida

Galvanmetros: detecta el pasaje de corriente

elctrica. Se conecta en serie al circuito. Resistencia

interna despreciable

Ampermetros: mide intensidades de corriente

elctrica. Se conecta en serie al circuito. Pequea

Resistencia interna

Voltmetros: mide diferencia de potencial (voltajes o

tensiones). Se conecta en paralelo al circuito. Gran

resistencia interna.

Voltmetro: Conexin en

paralelo

Ampermetro: Conexin

en serie

Circuito de un solo lazo

(Divisor de Voltaje)

En la figura usando la LKC en cada nodo se obtiene

if = i1 = i2 = i3 Considerar tambin que :

Para determinar if , se usa la LKV al rededor del lazo para obtener

-vf + v1 + v2 + v3 = 0

Circuito de un solo lazo

(Divisor de Voltaje)

Aplicando la ley de Ohm en cada resistor, se puede escribir:

-vf + i1R1 + i2 R2 + i3 R3 = 0

Por ejemplo, el voltaje a travs del resistor R2 es:

Resistores en paralelo y divisor de corriente

En el siguiente circuito, calcule I1, I2, I3, Potencia en R2 Sugerencia: Aplique el mtodo de corrientes de malla

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