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CIRCUITOS ELÉCTRICOS DE CORRIENTE CONTINUA (2º Circuito electrónico…
CIRCUITOS ELÉCTRICOS DE CORRIENTE CONTINUA
3º Símbolos eléctricos
Los circuitos se dibujan a través de esquemas utilizando símbolos y uniendo los componentes con líneas rectas y siempre que sea posible con ángulos de 90º
Algunos símbolos eléctricos son:
Elementos de protección
Interruptor magneto-térmico automático
Interruptor diferencial
Fusible
Elementos de control y maniobra
Pulsador NA
Pulsador NC
Interruptor bipolar
Conmutador
Interruptor
Relé
Acumuladores
Aparatos de medida
Ohmímetro
Voltímetro
Amperímetro
Generadores
Bateria
Generador de CC
Pila
Generador de CA
Cables
Cruce de conductores sin conexión
Cruce de conductores con conexión
Cable conductor
Receptores
Potenciómetro
LDR
Resistencia
Termistores
Zumbador
Diodo
Bombilla
Diodo Led
Motor
6º Leyes de Kirchhoff
aplican en el cálculo de circuitos que no se pueden resolver utilizando solamente la ley de Ohm.
suele haber más de un generador.
LEYES
Segunda Ley de Kirchoff
la suma de las tensiones o fuerzas electromotrices que producen
los generadores es igual a la suma de las caídas de tensión en los receptores del circuito.
Σ U= Σ R I
Criterio de signos
Hay que definir el sentido de circulación de la intensidad de corriente y el sentido del recorrido.
Se escoge un sentido de corriente “I” y se escribe al lado de cada receptor su polaridad mediante un signo “+”
Se elige como sentido de recorrido “S”, el horario o antihorario.
Primera Ley de Kirchoff
En cualquier punto de la red donde concurren dos o más conductores, la suma de las intensidades de corriente es igual a la suma de las intensidades que salen.
Σ Ientran = Σ Isalen
Resolución de circuitos
Se aplica la primera ley de Kirchhoff a todos los nodos menos a uno.
Se identifican las mallas (trayectorias cerradas, de forma que saliendo de un nodo se vuelva al nodo de partida, sin pasar dos veces por el mismo nodo).
Se señalan los sentidos de las intensidades de corriente en cada una de las ramas
Se aplica la segunda ley de Kirchhoff a tantas mallas como ramas tenga el circuito menos uno.
Malla azul: U1 =- I1 R1 + I2 R3 – I1 R2
Malla roja U1 - U2 =- I1 R1 – I1 R3
Se identifican los nodos del circuito,asignando a cada uno una letra minúscula
1º Tipos de corriente
Corriente Continua CC, CD
Los electrones circulan en el mismo sentido (de + a -) y con el mismo valor
La producen:
Dinamos
Baterías
Placas voltaicas
Pilas
Algunos aparatos electrónicos:
MP3
Ordenador
Móviles
Corriente alterna CA, AC
Los electrones circulan en los dos sentidos,
alternándose periódicamente.
Durante un tiempo un polo es negativo y el otro positivo,mientras que después las polaridades se invierten tantas veces como ciclos por segundo o Hertz posea esa corriente.
Su valor es constante
Esta corriente llega a nuestras casas y lo usamos:
Frigorífico
Lavadora
Iluminación
5º Elementos de un circuito eléctrico
Todo circuito eléctrico debe disponer como mínimo de:
Acumuladores de corriente continua
dispositivos eléctricos que sirven para almacenar energía eléctrica
Los más empleados son:
Pilas y Baterías
Condensadores
dispositivos que almacenan energía cuando se conectan a una corriente eléctrica.
formados por dos placas metálicas (armaduras) separadas una cierta distancia
Capacidad de un condensador
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Funcionamiento del condensador en corriente alterna
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Asociación de condensadores
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Funcionamiento del condensador en corriente continua
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Carga y descarga de condensadores
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Tipos de condensadores:
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Elementos de maniobra y control
elementos encargados de controlar el circuito, apertura y cierre, a nuestra voluntad.
Pulsador
paso o interrupción de la corriente mientras es accionado.
Cuando ya no se actúa sobre él vuelve a su posición de reposo.
Conmutadoras
interruptor con un borne de entrada y dos de salida.
acciona dos circuitos diferentes.
También permite encender un receptor desde dos puntos diferentes
Interruptor
elemento que permite abrir o cerrar un circuito,
Llevan dos bornes o polos y una chapa móvil entre ambos que deja pasar o no la corriente.
Relé
dispositivo que al recibir una señal eléctrica, acciona varios circuitos a través de conmutadores.
Tienen un electroimán o bobina y uno o varios
conmutadores activados por el imán.
Cuando una corriente pequeña circula por la bobina produce un campo magnético y el conmutador o conmutadores cambian de posición.
Autobloqueo o enclavamiento de un relé y cambio de giro del motor
Si queremos activar el relé utilizamos uno de los
conmutadores internos del relé para bloquear y
que permanezca activado el relé.
Para poder desbloquear el circuito hay que
usar otro pulsador, que será normalmente cerrado
Elementos de protección
Interruptor magnetotérmico (automático)
abre de manera automática, evitando posibles
daños en los conductores o posibles puntos
de ignición que provoquen incendios.
Al pulsarlo reacciona
Diferencial
Desconecta toda la instalación eléctrica de forma rápida
cuando existe una fuga como consecuencia de:
Un contacto indirecto o derivación de corriente por contacto de los conductores con las carcasas de las máquinas
Un contacto directo, en caso de que una persona o animal toque un conductor activo.
Fusibles
Protegen de cortocircuitos
intercalan en el circuito que se ha de proteger y consisten en un fino trozo de material fácilmente fusible, que funde al pasar por él
Generadores
Elementos encargados de crear y mantener la tensión necesaria para que los electrones puedan circular por el circuito.
Generadores de CC
producen un movimiento de electrones siempre en el mismo sentido.
Dinamos
que generan corriente eléctrica mediante movimiento de un eje.
Placas solares fotovoltaicas
aprovechan la luminosidad del sol para convertirla
en energía eléctrica.
Pilas y Baterías
generan corriente eléctrica mediante reacciones químicas
Generadores de CA
los electrones circulan en los dos sentidos, alternando el
sentido de circulación periódicamente.
Lo producen los
alternadores
Acoplamiento de generadores
En serie
se conectan unos a continuación de otros.
U = U1 + U2 + U3
La intensidad es la misma en todo el circuito
En paralelo
se conectan todos los bornes positivos entre
sí y los bornes negativos entre sí.
U = U1 = U2 = U3
I = I1 + I2 + I3
La intensidad total es la suma de las intensidades de cada
rama del paralelo
Receptores
elementos que aprovechan la energía eléctrica y la transforman en otra forma de energía (mecánica, luminosa, calorífica, etc.).
Ejemplos
Bombilla
Motores
Timbre
Estufas
Diodos
Bombilla
transforma la energía eléctrica en energía luminosa
Zumbador
transductor que produce un sonido o zumbido continuo o
intermitente de un mismo tono.
Sirve como mecanismo de señalización o aviso
Motor
transforma la energía eléctrica en energía mecánica de rotación.
Resistencias fijas
pequeños componentes que se colocan en los circuitos para limitar o regular la cantidad de corriente que circula por ellos,
Potenciómetro
acciona manualmente mediante un cursor.
regula la cantidad de corriente de un circuito,
LDR
Resistencia variable
varía su valor dependiendo de la cantidad de
luz que incide sobre su superficie.
no soporta que circule por ella una corriente elevada, por lo que es necesario utilizarla protegiéndola con una resistencia
Termistor
resistencia variable con la temperatura.
Hay dos tipos:
Termistor NTC (Coeficiente de temperatura negativo)
resistencias variables cuyo valor disminuye a medida que aumenta la temperatura.
conductividad aumenta con la temperatura.
Termistor PTC (Coeficiente de temperatura positivo)
resistencias variables cuyo valor aumenta a medida que la temperatura aumenta.
Diodo
permiten la circulación de corriente en un solo sentido.
sólo circula cuando el ánodo está conectado al polo positivo de la fuente de energía y el cátodo al polo negativo.
Se dice está polarizado de forma directa
Diodo LED
diodos que convierten en luz toda la energía eléctrica que
les llega, sin calentarse.
sólo circula cuando el ánodo está conectado al polo
positivo de la fuente de energía y el cátodo al polo negativo.
Transistores
componente semiconductor que amplifica la señal de entrada.
está gobernado por la corriente que recibe por la base.
La base debe estar a una tensión que supere los 0,7 V para conducir.
El transistor puede estar en tres zonas de polarización:
Zona activa
una corriente débil (≥ 0,7 V) llega a la base y activa el transistor
Zona de saturación
cuando la intensidad que circula por la base del transistor
es muy elevada
entonces el transistor funciona en saturación.
Zona de corte
la tensión base-emisor no llega a 0,7 V, el transistor no conduce
y se comporta como un interruptor abierto.
Asociación de receptores
Las formas de conectar receptores entre sí son las asociaciones:
Paralelo
elementos están conectados en diferentes caminos, de
forma que todos van al positivo y al negativo del generador.
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Mixta
combinaciones de los circuitos en serie y paralelo.
Serie
los elementos están conectados uno a continuación del
otro.Solo un camino pasa por la corriente
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2º Circuito electrónico
conjunto de elementos eléctricos, conectados entre sí.
Así podrá pasar la corriente eléctrica
Con el fin de realizar una función determinada
Circuito cerrado
es aquel por el que circula la corriente eléctrica.
Circuito abierto
es cuando el camino por el que circula la corriente se encuentra cortado en algún punto, así que no pasa la corriente.
Cortocircuito
que se efectúa una conexión directa, sin atravesar ningún receptor.
La intensidad de corriente se hace tan grande que el circuito no es capaz de soportarla.
4º Magnitudes eléctricas
Existen tres magnitudes fundamentales:
Resistencia: “R”
En cualquier circuito y en cualquier receptor, los electrones encuentran una oposición o resistencia a su movimiento.
Oposición que ofrece un cuerpo al paso de la corriente eléctrica.
Se mide en Ohmios (Ω).
La resistencia eléctrica se mide con un aparato llamado
ohmímetro.
Según de la magnitud de la resistencia
Las sustancias se clasifican en:
Conductoras
Aislantes
Semiconductoras
Superconductividad
Es cuando los materiales al llegar a un cierto punto, su temperatura tiene un valor nula
La resistencia eléctrica depende de su construcción, de la resistividad (material con el que fue fabricado), su longitud, y su área transversal.
Tensión o voltaje o diferencia de potencial: “V” ó “U”
un conjunto de electrones que se mueven a través de un conductor.
La fuerza eléctrica que “empuja” los electrones se llama tensión.
Debe existir una tensión o voltaje o diferencia de potencial.
Se mide en Voltios (V).
La tensión se mide con un aparato llamado voltímetro.
fuerza electromotriz (fem)
Energía consumida por el propio generador para crear el polo positivo y negativo,
Se mide en voltios(V)
Intensidad: “I”
Nº de cargas eléctricas (electrones) que pasan por una sección de conductor en un tiempo determinado
Se mide en Amperios (A)
es una unidad grande y a veces se usan submúltiplos:
miliamperios y microamperios.
La intensidad de corriente se mide con un aparato llamado
amperímetro.
Potencia eléctrica: “P”
Es la velocidad a la cual la energía eléctrica se utiliza,almacena o transporta.
Se mide en vatios(W)
Energía eléctrica: “E”
energía que se produce como resultado de una diferencia de potencial entre dos puntos, estableciéndose así entre ellos una corriente eléctrica
Se mide en julios (J = W.s)).
También se utiliza el kilovatio-hora (KWh),
Cuando una corriente eléctrica atraviesa un
conductor, parte de su energía se pierde en forma de calor.
efecto Joule
Introdución
La materia está compuesta por átomos
Los átomos por partículas más pequeñas.
El núcleo
Formado por:
Neutrones
son neutros(ni positivo, ni negativo)
Protones
carga positiva
Alrededor del núcleo están los electrones girando.
Carga negativa
La Electricidad o Corriente eléctrica
Son electrones en movimiento a través de un átomo
Cargado negativamente(le sobran electrones)
Hasta otro cargado positivamente (le faltan electrones).
Sentido de circulación llamado
sentido real de la corriente
Pero para circuitos eléctricos y electrónicos se utiliza:
sentido convencional de la corriente eléctrica
el flujo de electrones es desde el polo positivo al negativo.
Los mejores conductores de electricidad:
Plata
Cobre
Oro
Aluminio
