CIRCUITOS ELÉCTRICOS Y ELECTRÓNICOS

CIRCUITOS ELÉCTRICOS Y ELECTRÓNICOS

Gonzalo Repiso García nº24 3ºB

ÍNDICE

3.1 Intensidad de corriente

1. Electricidad y electrónica

3.2 Voltaje o tensión o diferencia de potencial

1.1 Electricidad

1.2 Electrónica

3.3 Resistencia

1.3 Electrónica analógica y digital

4. Ley de Ohm

2. Corriente continua y corriente alterna

5. Energía y potencias eléctricas. Efecto Joule

5.1 Energía eléctrica

2.1. Corriente continua

5.2 Potencia eléctrica

2.2. Corriente alterna

3. Magnitudes eléctricas de corriente continua

5.3 Efecto Joule

5.4 Problema

5.5 Problema

ÍNDICE

6. Asociación de resistencias. Cálculos eléctricos.

6.1. Circuito serie

Ejercicios del circuito

6.2 Circuito paralelo

6.2 Circuito paralelo

7. Circuito mixto

1. Electricidad y Electrónica

La electricidad se encarga del flujo de electrones (energía) para ser utilizados en diferentes aplicaciones a la vida cotidiana pero la electrónica se encarga de la transmisión de información a partir de la utilización del flujo de electrones (energía).

1.1 ELECTRICIDAD

La electricidad es una forma de energía que produce efectos luminosos, mecánicos, caloríficos, químicos, etc. Y que se debe a la separación o movimiento de los electronesque forman los átomos.

1.2 LA ELECTRÓNICA

La electrónica es la parte de la física que estudia los cambios y los movimientos de los electrones libres y la acción de las fuerzas electromagnéticas y los utiliza en aparatos que reciben y transmiten información.

1.3 ELECTRÓNICA ANALÓGICA Y DIGITAL

La electrónica analógica es una rama de la electrónica ques estudia los sistemas cuyas variables (tensión, corriente, etc.) varían de una forma continua en el tiempo y pueden tomar (al menos teóricamente) valores infinitos.

La electrónica digital es la rama de la electrónica más moderna y que evoluciona más rápidamente. Se encarga de sistemas electrónicos en los que la información está codificada en estos discretos, a diferencia de la electrónica analógica donde la información toma un rango continuo de valores.

2. CORRIENTE CONTINUA Y ALTERNA

La diferencia entre ambas es como se mueven los electrones dentro del material. En la corriente continua se mueven en un solo sentido y en la corriente alterna se van alternando dos sentidos. Corriente continua: el flujo de la corriente eléctrica se da en un solo sentido. Desde un polo a otro. Generalmente se designa con las siglas DC, del inglés Direct Current. Corriente alterna: el flujo eléctrico se da en dos sentidos, alternando uno y otro. Se suele designar con las siglas AC, del inglés Alternating Current. La mayoría de redes eléctricas actuales utilizan corriente alterna, mientras que las baterías, pilas y dinamos generan corriente continua.

2.1 CORRIENTE CONTINUA

La corriente continua (CC) es la corriente eléctrica que fluye de forma constante en una dirección, como la que fluye en una linterna o en cualquier otro aparato con baterías es corriente continua.

2.2 CORRIENTE ALTERNA

La corriente alterna (CA) es un tipo de corriente eléctrica, en la que la dirección del flujo de electrones va y viene a intervalos regulares o en ciclos. La corriente que fluye por las líneas eléctricas y la electricidad disponible normalmente en las casas procedente de los enchufes de la pared es corriente alterna.

3. Magnitudes eléctricas de corriente continua

• Intensidad de corriente
• Voltaje
• Resistencia

3.1 Intensidad de corriente

La intensidad de corriente eléctrica(I) es la cantidad de electricidad o carga eléctrica(Q) que circula por un circuito en la unidad de tiempo(t). Para denominar la Intensidad se utiliza la letra I y su unidad es el Amperio(A).

3.2 Voltaje o tensión o diferencia de potencial

El voltaje es la cantidad de voltios que actúan en un aparato o en un sistema eléctrico. De esta forma, el voltaje, que también es conocido como tensión o diferencia de potencial, es la presión que una fuente de suministro de energía eléctrica o fuerza electromotriz ejerce sobre las cargas eléctricas o electrones en un circuito eléctrico cerrado. De esta forma, se establece el flujo de una corriente eléctrica.

3.3 Resistencia

Se le denomina resistencia eléctrica a la oposición al flujo de corriente eléctrica 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 Simon Ohm, quien descubrió el principio que ahora lleva su nombre.

4. Ley de Ohm

Ohm descubrió al principio del siglo XIX que la corriente a través de un metal era directamente proporcional al voltaje o diferencia de potencial eléctrico por el metal. El descubrimiento de Ohm condujo a la idea de la resistencia en los circuitos. La ley de Ohm expresada en forma de ecuación es V=RI, donde V es el potencial eléctrico en voltios, I es la corriente en amperios y R es la resistencia en ohms.

PROBLEMA

5.Energía y potencia eléctricas. Efecto Joule

Efecto Joule

La energía eléctrica, que se mide en vatios hora (Wh), resulta de la diferencia de potencial entre dos puntos, que permite establecer una corriente eléctrica entre ambos. La potencia eléctrica, que se mide en vatios o Watts (W), es la relación de paso de energía de un flujo por unidad de tiempo.

5.1 Energía eléctrica

La energía eléctrica es una fuente de energía renovable que se obtiene mediante el movimiento de cargas eléctricas (electrones) que se produce en el interior de materiales conductores (por ejemplo, cables metálicos como el cobre).

5.2 Potencia eléctrica

La potencia eléctrica es la proporción por unidad de tiempo, o ritmo, con la cual la energía eléctrica es transferida por un circuito eléctrico, es decir, la cantidad de energía eléctrica entregada o absorbida por un elemento en un momento determinado. La unidad en el Sistema Internacional de Unidades es el vatio o watt (W). 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.

5.3 Efecto Joule

Se conoce como Efecto Joule al fenómeno irreversible por el cual si en un conductor circula corriente eléctrica, parte de la energía cinética de los electrones se transforma en calor​ debido a los constante choques que sufren con los átomos del material conductor por el que circulan, elevando la temperatura del mismo. El movimiento de los electrones en un alambre es desordenado; esto provoca continuas colisiones con los núcleos atómicos y como consecuencia una pérdida de energía cinética y un aumento de la temperatura en el propio alambre.

Fórmula

James Prescott Joule

1. Calcula la potencia eléctrica de una bombilla alimentada por 220 V y que tiene una resistencia de 10 𝝮. Calcula la energía eléctrica consumida por la bombilla si ha estado encendida durante una hora.

I = V/R = 220/10; I= 22 A P=V*I ; P= 220*22 = 4840 w = 4,84 kw E=P*t ; E= 4,84*1=4,84 kw.h

2. Una plancha de 600 W se conecta a un enchufe de 125 V. Calcula la intensidad de la corriente que circula por la plancha y el calor desprendido por la plancha en 5 minutos.

P = V* I se despeja la corriente I : I = P/V = 600w/ 125 v = 4.8 amp Calor generado Q en 5 minutos : Q = 0.24 cal / Joule * P*t Q = 0.24 cal /Joule* 600w * 300 seg Q = 43200 calorías.

6. Asociación de resistencias. Cálculos eléctricos.

Asociación de Resistencias es un circuito que tiene dos o más resistencias. Al analizar un circuito podemos encontrar el valor de resistencia equivalente, es decir, el valor de resistencia que solo podría reemplazar a todos los demás sin cambiar los valores de las otras cantidades asociadas con el circuito.Los cálculos eléctricos son las operaciones que vamos a llevar a cabo para conseguir saber cual es la R, I, V...

6.1. Circuito serie

Circuito en serie. Circuito donde solo existe un camino para la corriente, desde la fuente suministradora de energía 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.

Ejercicios del circuito

• La resistencia total del circuito son 10kΩ
• La intensidad total del circuito son 103,33 amperios
• Por la primera resistencia circula una intensidad de 50 amperios
• Por la segunda resistencia circula una intensidad de 33,33 amperios
• Por la tercera resistencia circula una intensidad de 20 amperios
• En la primera resistencia cae un voltaje de 100 V
• En la segunda resistencia cae un voltaje de 99,99 V
• En la tercera resistencia cae un voltaje de 100 V
• La potencia suministrada por la pila es de 1000 W
• La potencia disipada en la primera resistencia es de 800 W
• La potencia disipada en la segunda resistencia es de 700 W
• La potencia disipada en la tercera resistencia es de 500W

6.2 Circuito paralelo

La resistencia total equivalente del circuito

Rt = 9259 Ω

La intensidad total que circula por el circuito

Itotal = 9/9259 = 0,00097 A

Itotal = Vt/Rt

El voltaje o tensión que cae en cada resistencia

Vt = V1 = V2 = V3 = 9V; todas valen 9 voltios.

6.2 Circuito paralelo

La intensidad que circula por cada resistencia

I1 = V1 / R1 = 9/20000 = 0,00045 A

I2 = V2 / R2 = 9/30000 = 0,0003 A

I3 = V3 / R3 = 9/40000 = 0,000225 A

La potencia suministrada por la pila y la potencia disipada en el circuito

P = V*I = 9*0,00045 + 9*0,0003 + 9* 0,000225= 0,008775 W

7. Circuito mixto

a) La resistencia total equivalente del circuito

100 Ω + 60 Ω + 30 Ω = 190 Ω

b) La intensidad total que circula por el circuito

I total = 0,1 A + 0,33 A + 0,16 A = 0,59 A

c) La intensidad que circula por cada resistencia

R1 = 10 V/ 100 Ω = 0,1 A

R2 = 10 V / 30 Ω = 0,33 A

R3 = 10 V / 60 Ω = 0,16 A