lunes, 31 de mayo de 2010
miércoles, 26 de mayo de 2010
martes, 18 de mayo de 2010
Cirtcuitos Electricos Grado Sexto. Tema 3
Circuito eléctrico
De Wikipedia, la enciclopedia libre
Circuito abierto.
Circuito cerrado.
Se denomina circuito eléctrico a una serie de elementos o componentes 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. En la figura podemos ver un circuito eléctrico, sencillo pero completo, al tener las partes fundamentales:
1. Una fuente de energía eléctrica, en este caso la pila o batería.
2. Una aplicación, en este caso una lámpara incandescente.
3. Unos elementos de control o de maniobra, el interruptor.
4. Un instrumento de medida, el Amperímetro, que mide la intensidad de corriente.
5. El cableado y conexiones que completan el circuito.
Contenido
• 1 Clasificación
2 Partes de un circuito
3 Circuito analógico
4 Circuito digital
5 Circuitos de señal mixta
6 Circuitos de corriente continua
6.1 Divisor de tensión
6.2 Divisor de intensidad
6.3 Red con fuente única
6.3.1 Resolución
6.4 Red general
6.4.1 Resolución
6.5 Balance de potencias
6.5.1 Resolución
6.6 Circuitos serie RL y RC
7 Circuitos de corriente alterna
7.1 Circuito serie RL
7.2 Circuito serie RC
7.3 Circuito serie RLC
7.4 Circuito serie general
7.5 Circuito paralelo general
8 Enlaces externos n circuito eléctrico tiene que tener estas partes, o ser parte de ellas.
Clasificación
Los circuitos eléctricos se clasifican de la siguiente forma:
Por el tipo de señal:
De corriente continua
De corriente alterna
Mixtos
Por el tipo de régimen:
Periódico
Transitorio
Permanente
Por el tipo de componentes:
Eléctricos: Resistivos, inductivos, capacitivos y mixtos
Electrónicos: digitales, analógicos y mixtos
Por su configuración:
Serie
Paralelo
Mixto
Partes de un circuito
Figura 1: circuito ejemplo.
• Conductor: hilo de resistencia despreciable (idealmente cero) que une eléctricamente dos o más elementos.
• Generador o fuente: elemento que produce electricidad. En el circuito de la figura 1 hay tres fuentes, una de intensidad, I, y dos de tensión, E1 y E2.
• Nodo: punto de un circuito donde concurren varios conductores distintos. En la figura 1 se pueden ver cuatro nodos: A, B, D y E. Obsérvese que C no se ha tenido en cuenta ya que es el mismo nodo A al no existir entre ellos diferencia de potencial (VA - VC = 0).
• Rama: conjunto de todos los elementos de un circuito comprendidos entre dos nodos consecutivos. En la figura 1 se hallan siete ramales: AB por la fuente, AB por R1, AD, AE, BD, BE y DE. Obviamente, por un ramal sólo puede circular una corriente.
Circuito analógico
Muchas de las aplicaciones electrónicas analógicas, como los receptores de radio, se fabrican como un conjunto de unos cuantos circuitos más simples. Seguidamente se indican algunos ejemplos.
• Multiplicador analógico
• Amplificador electrónico
• Filtro analógico
• Oscilador electrónico
• Lazo de seguimiento de fase
• Temporizador
• Conversor de potencia
• Fuente de alimentación
• Adaptador de impedancia
• Amplificador operacional
• Comparador
• Mezclador electrónico
Circuito digital
Circuito digital
Las computadoras, los relojes electrónicos o los controladores lógicos programables, usados para controlar procesos industriales, son ejemplos de dispositivos que se fabrican con circuitos digitales.
La estructura de los circuitos digitales no difieren mucho de los analógicos pero su diferencia fundamental es que trabajan con señales discretas con dos únicos valores posibles. Seguidamente se indican varios ejemplos de bloques básicos y familias lógicas.
Bloques:
• Puerta lógica
• Biestable
• Contador
• Registro
• Multiplexor
• Disparador Schmitt Dispositivos integrados:
• Microprocesador
• Microcontrolador
• DSP
• FPGA Familias Lógicas:
• RTL
• DTL
• TTL
• CMOS
• ECL
Circuitos de señal mixta
Este tipo de circuitos, también conocidos como circuitos híbridos, contienen componentes analógicos y digitales, y se están haciendo cada vez más comunes. Los conversores analógico-digital y los conversores digital-analógico son los principales ejemplos.
Circuitos de corriente continua
Figura 2: circuitos divisores de tensión, a), y de intensidad, b).
En este punto se describirán los principales circuitos en corriente continua así como su análisis, esto es, el cálculo de las intensidades, tensiones o potencias.
Divisor de tensión
Dos o más resistencias conectadas en serie forman un divisor de tensión. De acuerdo con la segunda ley de Kirchhoff o ley de las mallas, la tensión total es suma de las tensiones parciales en cada resistencia, por lo que seleccionando valores adecuados de las mismas, se puede dividir una tensión en los valores más pequeños que se deseen. La tensión Vi en bornes de la resistencia Ri, en un divisor de tensión de n resistencias cuya tensión total es V, viene dada por:
En el caso particular de un divisor de dos resistencias, es posible determinar las tensiones en bornes de cada resistencia, VAB y VBC, en función de la tensión total, VAC, sin tener que calcular previamente la intensidad. Para ello se utilizan las siguientes ecuaciones de fácil deducción:
Este caso es el que se presenta, por ejemplo, a la hora de ampliar la escala de un voltímetro, donde R1 sería la resistencia de la bobina voltimétrica y R2 la resistencia de ampliación de escala.
Divisor de intensidad
Dos o más resistencias conectadas en paralelo forman un divisor de intensidad. De acuerdo con la primera ley de Kirchhoff o ley de los nudos, la corriente que entra en un nudo es igual a la suma de las corrientes que salen. Seleccionando valores adecuados de resistencias se puede dividir una corriente en los valores más pequeños que se deseen.
En el caso particular de un divisor de dos resistencias, es posible determinar las corrientes parciales que circulan por cada resistencia, I1 e I2, en función de la corriente total, I, sin tener que calcular previamente la caída de tensión en la asociación. Para ello se utilizan las siguientes ecuaciones de fácil deducción:
Este caso es el que se presenta, por ejemplo, a la hora de ampliar la escala de un amperímetro, donde R1 sería la resistencia de la bobina amperimétrica y R2 la resistencia shunt.
Red con fuente única
Figura 3: ejemplo de circuito resistivo de fuente única.
Se trata de una red de resistencias alimentadas con una sola fuente (figura 3). Para su análisis se seguirán, en general, los siguientes pasos:
1. Se calcula la resistencia equivalente de la asociación.
2. Se calcula la intensidad, I, que suministra la fuente,
3. Se calculan las intensidades y tensiones parciales.
A modo de ejemplo de lo expuesto, se analizará el circuito de la figura 3 su poniendo los siguientes valores:
Resolución
1. Sea RABC la resistencia equivalente de la rama superior del circuito
Y denominando Re a la resistencia equivalente:
2. A partir de la ley de Ohm se determina la intensidad, I, que proporciona la fuente:
3. A partir de la ley de Ohm:
R3 y R4 forman un divisor de intensidad para I1, por lo tanto
Red general
De Wikipedia, la enciclopedia libre
Circuito abierto.
Circuito cerrado.
Se denomina circuito eléctrico a una serie de elementos o componentes 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. En la figura podemos ver un circuito eléctrico, sencillo pero completo, al tener las partes fundamentales:
1. Una fuente de energía eléctrica, en este caso la pila o batería.
2. Una aplicación, en este caso una lámpara incandescente.
3. Unos elementos de control o de maniobra, el interruptor.
4. Un instrumento de medida, el Amperímetro, que mide la intensidad de corriente.
5. El cableado y conexiones que completan el circuito.
Contenido
• 1 Clasificación
2 Partes de un circuito
3 Circuito analógico
4 Circuito digital
5 Circuitos de señal mixta
6 Circuitos de corriente continua
6.1 Divisor de tensión
6.2 Divisor de intensidad
6.3 Red con fuente única
6.3.1 Resolución
6.4 Red general
6.4.1 Resolución
6.5 Balance de potencias
6.5.1 Resolución
6.6 Circuitos serie RL y RC
7 Circuitos de corriente alterna
7.1 Circuito serie RL
7.2 Circuito serie RC
7.3 Circuito serie RLC
7.4 Circuito serie general
7.5 Circuito paralelo general
8 Enlaces externos n circuito eléctrico tiene que tener estas partes, o ser parte de ellas.
Clasificación
Los circuitos eléctricos se clasifican de la siguiente forma:
Por el tipo de señal:
De corriente continua
De corriente alterna
Mixtos
Por el tipo de régimen:
Periódico
Transitorio
Permanente
Por el tipo de componentes:
Eléctricos: Resistivos, inductivos, capacitivos y mixtos
Electrónicos: digitales, analógicos y mixtos
Por su configuración:
Serie
Paralelo
Mixto
Partes de un circuito
Figura 1: circuito ejemplo.
Para analizar un circuito deben de conocerse los nombres de los elementos que lo forman. A continuación se indican los nombres más comunes, tomando como ejemplo el circuito mostrado en la figura 1.
• Conductor: hilo de resistencia despreciable (idealmente cero) que une eléctricamente dos o más elementos.
• Generador o fuente: elemento que produce electricidad. En el circuito de la figura 1 hay tres fuentes, una de intensidad, I, y dos de tensión, E1 y E2.
• Nodo: punto de un circuito donde concurren varios conductores distintos. En la figura 1 se pueden ver cuatro nodos: A, B, D y E. Obsérvese que C no se ha tenido en cuenta ya que es el mismo nodo A al no existir entre ellos diferencia de potencial (VA - VC = 0).
• Rama: conjunto de todos los elementos de un circuito comprendidos entre dos nodos consecutivos. En la figura 1 se hallan siete ramales: AB por la fuente, AB por R1, AD, AE, BD, BE y DE. Obviamente, por un ramal sólo puede circular una corriente.
Circuito analógico
Muchas de las aplicaciones electrónicas analógicas, como los receptores de radio, se fabrican como un conjunto de unos cuantos circuitos más simples. Seguidamente se indican algunos ejemplos.
• Multiplicador analógico
• Amplificador electrónico
• Filtro analógico
• Oscilador electrónico
• Lazo de seguimiento de fase
• Temporizador
• Conversor de potencia
• Fuente de alimentación
• Adaptador de impedancia
• Amplificador operacional
• Comparador
• Mezclador electrónico
Circuito digital
Circuito digital
Las computadoras, los relojes electrónicos o los controladores lógicos programables, usados para controlar procesos industriales, son ejemplos de dispositivos que se fabrican con circuitos digitales.
La estructura de los circuitos digitales no difieren mucho de los analógicos pero su diferencia fundamental es que trabajan con señales discretas con dos únicos valores posibles. Seguidamente se indican varios ejemplos de bloques básicos y familias lógicas.
Bloques:
• Puerta lógica
• Biestable
• Contador
• Registro
• Multiplexor
• Disparador Schmitt Dispositivos integrados:
• Microprocesador
• Microcontrolador
• DSP
• FPGA Familias Lógicas:
• RTL
• DTL
• TTL
• CMOS
• ECL
Circuitos de señal mixta
Este tipo de circuitos, también conocidos como circuitos híbridos, contienen componentes analógicos y digitales, y se están haciendo cada vez más comunes. Los conversores analógico-digital y los conversores digital-analógico son los principales ejemplos.
Circuitos de corriente continua
Figura 2: circuitos divisores de tensión, a), y de intensidad, b).
En este punto se describirán los principales circuitos en corriente continua así como su análisis, esto es, el cálculo de las intensidades, tensiones o potencias.
Divisor de tensión
Dos o más resistencias conectadas en serie forman un divisor de tensión. De acuerdo con la segunda ley de Kirchhoff o ley de las mallas, la tensión total es suma de las tensiones parciales en cada resistencia, por lo que seleccionando valores adecuados de las mismas, se puede dividir una tensión en los valores más pequeños que se deseen. La tensión Vi en bornes de la resistencia Ri, en un divisor de tensión de n resistencias cuya tensión total es V, viene dada por:
En el caso particular de un divisor de dos resistencias, es posible determinar las tensiones en bornes de cada resistencia, VAB y VBC, en función de la tensión total, VAC, sin tener que calcular previamente la intensidad. Para ello se utilizan las siguientes ecuaciones de fácil deducción:
Este caso es el que se presenta, por ejemplo, a la hora de ampliar la escala de un voltímetro, donde R1 sería la resistencia de la bobina voltimétrica y R2 la resistencia de ampliación de escala.
Divisor de intensidad
Dos o más resistencias conectadas en paralelo forman un divisor de intensidad. De acuerdo con la primera ley de Kirchhoff o ley de los nudos, la corriente que entra en un nudo es igual a la suma de las corrientes que salen. Seleccionando valores adecuados de resistencias se puede dividir una corriente en los valores más pequeños que se deseen.
En el caso particular de un divisor de dos resistencias, es posible determinar las corrientes parciales que circulan por cada resistencia, I1 e I2, en función de la corriente total, I, sin tener que calcular previamente la caída de tensión en la asociación. Para ello se utilizan las siguientes ecuaciones de fácil deducción:
Este caso es el que se presenta, por ejemplo, a la hora de ampliar la escala de un amperímetro, donde R1 sería la resistencia de la bobina amperimétrica y R2 la resistencia shunt.
Red con fuente única
Figura 3: ejemplo de circuito resistivo de fuente única.
Se trata de una red de resistencias alimentadas con una sola fuente (figura 3). Para su análisis se seguirán, en general, los siguientes pasos:
1. Se calcula la resistencia equivalente de la asociación.
2. Se calcula la intensidad, I, que suministra la fuente,
3. Se calculan las intensidades y tensiones parciales.
A modo de ejemplo de lo expuesto, se analizará el circuito de la figura 3 su poniendo los siguientes valores:
Resolución
1. Sea RABC la resistencia equivalente de la rama superior del circuito
Y denominando Re a la resistencia equivalente:
2. A partir de la ley de Ohm se determina la intensidad, I, que proporciona la fuente:
3. A partir de la ley de Ohm:
R3 y R4 forman un divisor de intensidad para I1, por lo tanto
Red general
electroestatica Tema 2 Grado 6
Electrostática y electrodinámica
Benjamín Franklin experimentando con un rayo.
Benjamín Franklin experimentando con un rayo.
La electrostática es la rama de la física que estudia los fenómenos resultantes de la distribución de cargas eléctricas en reposo, esto es, del campo electrostático.1 Los fenómenos electrostáticos son conocidos desde la antigüedad. Los griegos del siglo V a. C. ya sabían que al frotar ciertos objetos estos adquirían la propiedad de atraer cuerpos livianos. En 1785 el físico francés Charles Coulomb publicó un tratado donde cuantificaba las fuerzas de atracción y repulsión de cargas eléctricas estáticas y describía, por primera vez, cómo medirlas usando una balanza de torsión. Esta ley se conoce en su honor con el nombre de ley de Coulomb.
Durante el siglo XIX se generalizaron las ideas de Coulomb, se introdujo el concepto de campo eléctrico y potencial eléctrico, y se formuló la ecuación de Laplace, que determina el potencial eléctrico en el caso electrostático. Se produjeron también avances significativos en la electrodinámica, que estudia los fenómenos eléctricos producidos por cargas en movimiento. En estos fenómenos aparecen asimismo campos magnéticos, que pueden ser ignorados en el caso de circuitos con corriente eléctrica estacionaria, pero deben ser tomados en cuenta en el caso de circuitos de corriente alterna.
Finalmente, en 1864 el físico escocés James Clerk Maxwell unificó las leyes de la electricidad y del magnetismo en un sistema de cuatro ecuaciones en derivadas parciales conocidas como ecuaciones de Maxwell. Con ellas se desarrolló el estudio de los fenómenos eléctricos y magnéticos, mostrando que ambos tipos son manifestaciones del único fenómeno del electromagnetismo, que incluía también a las ondas electromagnéticas10
Interacciones entre cargas de igual y distinta naturaleza.
La carga eléctrica es una propiedad que poseen algunas partículas subatómicas y que se manifiesta mediante las fuerzas observadas entre ellas. La materia cargada eléctricamente es influida por los campos electromagnéticos siendo, a su vez, generadora de ellos. La interacción entre carga y campo eléctrico es la fuente de una de las cuatro interacciones fundamentales, la interacción electromagnética. La partícula que transporta la información de estas interacciones es el fotón. Estas fuerzas son de alcance infinito y no se manifiestan de forma inmediata, sino que tardan un tiempo , donde c es la velocidad de la luz en el medio en el que se transmite y d la distancia entre las cargas.
Las dos partículas elementales cargadas que existen en la materia y que se encuentran de forma natural en la Tierra son el electrón y el protón, aunque pueden encontrarse otras partículas cargadas procedentes del exterior (como los muones o los piones). Todos los hadrones (como el protón y el neutrón) además, están constituidos por partículas cargadas más pequeñas llamadas quarks, sin embargo estas no pueden encontrarse libres en la naturaleza.
Cuando un átomo gana o pierde un electrón, queda cargado eléctricamente. A estos átomos cargados se les denomina iones.
Los trabajos de investigación realizados en la segunda mitad del siglo XIX por el premio Nobel de Física Joseph John Thomson, que le llevaron en 1897 a descubrir el electrón, y de Robert Millikan a medir su carga, determinaron la naturaleza discreta de la carga eléctrica.11
En el Sistema Internacional de Unidades la unidad de carga eléctrica se denomina culombio (símbolo C) y se define como la cantidad de carga que pasa por una sección en 1 segundo cuando la corriente eléctrica es de 1 amperio. Se corresponde con la carga de 6,24 × 1018 electrones aproximadamente. La carga más pequeña que se encuentra en la naturaleza es la carga del electrón (que es igual en magnitud a la del protón y de signo opuesto): e = 1,602 × 10-19 C (1 eV en unidades naturales).
lunes, 10 de mayo de 2010
jueves, 6 de mayo de 2010
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