Rubrica Circuitos Unidad 2

download Rubrica Circuitos Unidad 2

of 51

  • date post

    05-Aug-2015
  • Category

    Documents

  • view

    40
  • download

    1

Embed Size (px)

Transcript of Rubrica Circuitos Unidad 2

UNIVERSIDAD TECNOLGICA FIDEL VELZQUEZ

PROFESOR: ING. VCTOR VILA GARCA.

MATERIA: CIRCUITOS ELCTRICOS.

CARRERA: MECATRNICA.

ALUMNO: LOBATO VAZQUEZ HUMBERTO.

TRABAJO: RUBRICA UNIDAD 2.

FECHA DE ENTREGA: MARTES 2 DE OCTUBRE 2012.

A) CIRCUITOS RESISTIVOS. Introduccin: Son aquellos circuitos que resisten al paso de corriente elctrica y se miden en , estos circuitos se pueden conectar tanto en serie como en paralelo. Circuitos en serie: Son aquellos en los que la conexin de sus dispositivos estn colocados secuencialmente (tienen solo un punto en comn) su voltaje es diferente pero su corriente es la misma. Circuitos en paralelo: Son aquellos en los que sus terminales de entrada y salida coinciden, en este tipo de circuitos, su voltaje es el mismo, pero la corriente que lo pasa es diferente. Un circuito es una red elctrica (interconexin de dos o ms componentes, tales como resistencias, inductores, condensadores, fuentes, interruptores y semiconductores) que contiene al menos una trayectoria cerrada. Los circuitos que contienen solo fuentes, componentes lineales (resistores, condensadores, inductores), y elementos de distribucin lineales (lneas de transmisin o cables) pueden analizarse por mtodos algebraicos para determinar su comportamiento en corriente directa o en corriente alterna. Un circuito que tiene componentes electrnicos es denominado un circuito electrnico. Estas redes son generalmente no lineales y requieren diseos y herramientas de anlisis mucho ms complejos. Partes Componente: Un dispositivo con dos o ms terminales en el que puede fluir interiormente una carga. En la figura 1 se ven 9 componentes entre resistores y fuentes.

Nodo: Punto de un circuito donde concurren ms de dos conductores. A, B, D, E son nodos. Ntese que C no es considerado como un nuevo nodo, puesto que se puede considerar como un mismo nodo en A, ya que entre ellos no existe diferencia de potencial o tener tensin 0 (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, BC por R1, AD, AE, BD, BE y DE. Obviamente, por un ramal slo puede circular una corriente. Malla: Cualquier camino cerrado en un circuito elctrico. Fuente: Componente que se encarga de transformar algn tipo de energa en energa elctrica. En el circuito de la figura 1 hay tres fuentes, una de intensidad, I, y dos de tensin, E1 y E2. Conductor: Comnmente llamado cable; es un hilo de resistencia despreciable (idealmente cero) que une los elementos para formar el circuito. Los circuitos elctricos se clasifican de la siguiente forma:

B) LEYES FUNDAMENTALES Leyes de Kirchhoff Las leyes de Kirchhoff son dos igualdades que se basan en la conservacin de la energa y la carga en los circuitos elctricos. Fueron descritas por primera vez en 1845 porGustav Kirchhoff. Son ampliamente usadas en ingeniera elctrica. Ambas leyes de circuitos pueden derivarse directamente de las ecuaciones de Maxwell, pero Kirchhoff precedi a Maxwell y gracias a Georg Ohm su trabajo fue generalizado. Estas leyes son muy utilizadas en ingeniera elctrica para hallar corrientes y tensiones en cualquier punto de un circuito elctrico. Esta ley tambin es llamada ley de nodos o primera ley de Kirchhoff y es comn que se use la sigla LCK para referirse a esta ley. La ley de corrientes de Kirchhoff nos dice que: En cualquier nodo, la suma de las corrientes que entran en ese nodo es igual a la suma de las corrientes que salen. De forma equivalente, la suma de todas las corrientes que pasan por el nodo es igual a cero

Esta frmula es vlida tambin para circuitos complejos:

La ley se basa en el principio de la conservacin de la carga donde la carga en couloumbs es el producto de la corriente en amperios y el tiempo en segundos. Densidad de carga variante La LCK slo es vlida si la densidad de carga se mantiene constante en el punto en el que se aplica. Considere la corriente entrando en una lmina de un capacitor. Si uno se imagina una superficie cerrada alrededor de esa lmina, la corriente entra a travs del dispositivo, pero no sale, violando la LCK. Adems, la corriente a travs de una superficie cerrada alrededor de todo el capacitor cumplir la LCK entrante por una lmina sea balanceada por la corriente que sale de la otra lmina, que es lo que se hace en anlisis de circuitos, aunque cabe resaltar que hay un problema al considerar una sola lmina. Otro ejemplo muy comn es la corriente en una antena donde la corriente entra del alimentador del transmisor pero no hay corriente que salga del otro lado. Maxwell introdujo el concepto de corriente de desplazamiento para describir estas situaciones. La corriente que fluye en la lmina de un capacitor es igual al aumento de la acumulacin de la carga y adems es igual a la tasa de cambio del flujo elctrico debido a la carga (el flujo elctrico tambin se mide en Coulombs, como una carga elctrica en elSIU). Esta tasa de cambio del flujo , es lo que Maxwell llam corriente de desplazamiento :

Cuando la corriente de desplazamiento se incluye, la ley de Kirchhoff se cumple de nuevo. Las corrientes de desplazamiento no son corrientes reales debido a que no constan de cargas en movimiento, deberan verse ms como un factor de correccin para hacer que la LCK se cumpla. En el caso de la lmina del capacitor, la corriente entrante de la lmina es cancelada por una corriente de desplazamiento que sale de la lmina y entra por la otra lmina. Esto tambin puede expresarse en trminos del vector campo al tomar la Ley de Ampere de la divergencia con la correccin de Maxwell y combinando la ley de Gauss, obteniendo:

Esto es simplemente la ecuacin de la conservacin de la carga (en forma integral, dice que la corriente que fluye a travs de una superficie cerrada es igual a la tasa de prdida de carga del volumen encerrado (Teorema de Divergencia). La ley de Kirchhoff es equivalente a decir que la divergencia de la corriente es cero, para un tiempo invariante p, o siempre verdad si la corriente de desplazamiento est incluida en J. Ley de tensiones de Kirchhoff Esta ley es llamada tambin Segunda ley de Kirchhoff, ley de lazos de Kirchhoff o ley de mallas de Kirchhoff y es comn que se use la sigla LVK para referirse a esta ley. En un lazo cerrado, la suma de todas las cadas de tensin es igual a la tensin total suministrada. De forma

equivalente, la suma algebraica de las diferencias de potencial elctrico en un lazo es igual a cero.

De igual manera que con la corriente, los voltajes tambin pueden ser complejos, as:

Esta ley se basa en la conservacin de un campo potencial de energa. Dado una diferencia de potencial, una carga que ha completado un lazo cerrado no gana o pierde energa al regresar al potencial inicial. Esta ley es cierta incluso cuando hay resistencia en el circuito. La validez de esta ley puede explicarse al considerar que una carga no regresa a su punto de partida, debido a la disipacin de energa. Una carga simplemente terminar en el terminal negativo, en vez de el positivo. Esto significa que toda la energa dada por la diferencia de potencial ha sido completamente consumida por la resistencia, la cual la transformar en calor. En resumen, la ley de tensin de Kirchhoff no tiene nada que ver con la ganancia o prdida de energa de los componentes electrnicos (Resistores, capacitores, etc. ). Es una ley que est relacionada con el campo potencial generado por fuentes de tensin. En este campo potencial, sin importar que componentes electrnicos estn presentes, la ganancia o prdida de la energa dada por el campo potencial debe ser cero cuando una carga completa un lazo. Campo elctrico y potencial elctrico La ley de tensin de Kirchhoff puede verse como una consecuencia del principio de la conservacin de la energa. Considerando ese potencial elctrico se define como una integral de lnea, sobre un campo elctrico, la ley de tensin de Kirchhoff puede expresarse como:

Que dice que la integral de lnea del campo elctrico alrededor de un lazo cerrado es cero. Para regresar a una forma ms especial, esta integral puede "partirse" para conseguir el voltaje de un componente en especfico.

Resistencia La resistencia es una propiedad elctrica de los materiales, que mide el grado de oposicin masivo de un dispositivo al paso de una corriente. Se mide en ohmios, su dispositivo bsico consiste una elemento de rea uniforme, resistividad uniforme y de largo L. donde la resistividad es el grado de oposicin microscpico del material de que est hecha la resistencia. La frmula para calcular la resistencia de un dispositivo bsico es: R = L /A Donde: es la resistividad del material, L el largo del dispositivo y A el rea transversal. Resistencia por integracin Si el material de que est hecho el dispositivo no tiene resistividad homognea, o su rea es variable, se debe calcular su resistencia por integracin. Por lo cual se debe rebanar mentalmente el dispositivo, tal que el elemento diferencial cumpla con lo estipulado en el elemento bsico. Las frmulas a usar son:

dR = dL/A, si se rebana en serie. dR = dA/( L), si se rebana en paralelo. Ley de Ohm La ley involucra tres variables: Voltaje: Diferencia de potencial Corriente: Cantidad de carga que pasa por segundo en una transversal. I = dq/dt. e mide en Amperios (A) Resistencia: Grado de oposicin macroscpico de una resistencia. La ley de Ohm se basa en: V = I x R Potencia Las bateras pueden suministrar o aportar energa elctrica a un circuito, la energa suministrada o disipada por segundo se denomina potencia elctrica y para bateras se calcula como voltaje por corriente Pot = (V x I). Si al aplicar el anlisis de polarizacin de los elementos del circuito, esta da positiva, indica que la batera est disipando, en caso contrario est suministrando. Las resistencias solo pueden disipar energa y se puede calcular su potencia mediante: 2 2 Pot