Conceptos de circuitos basicos

8/16/2019 Conceptos de circuitos basicos

1/29

CIRCUITOS ELÉCTRICOS I

Universidad de Guadalajara

Centro Universitario de CienciasExactas e Ingenierías

Dr. J. Marcos García


2/29


3/29

Libro de texto

Dr. J. Marcos García Circuitos Eléctricos I 3

.


4/29

Concepto de Circuito Eléctrico


5/29


La Estructura de los átomos.

Los átomos son neutros, los electrones giranalrededor del núcleo que contiene protones y

neutrones.

Átomo de Hidrógeno Átomo de Helio


6/29


.

Ubicación de los ElectronesLos electrones se ubican en capas, cada capa

puede contener 2n^2 electrones; lo cual resulta

en 2, 8, 18, 32, etc.

Dentro de cada capa, los electrones sedistribuyen en subcapas con límite deelectrones cada una.


7/29


N r

QQk F

2

21

Fuerza de Atracción

Ley de Coulomb: las cargas distintas se atraen ylas cargas iguales se repelen.

La fuerza de atracción decrece rápidamente conla distancia. Por lo cual es mas fácil extraer un

electrón de capas externas e incompletas.Establecer una corriente requiere que los átomos

permitan que los electrones se muevan.

2

29109

C

Nmk


8/29


El CobreEl cobre se usa ampliamente en la industria

eléctrica y electrónica

Debido a la distancia el núcleo atrae débilmenteal 29vo electrón, éste adquiriendo suficienteenergía abandona su átomo convirtiéndose enun electrón libre.


9/29


Problema 1La cantidad de electrones que poseen el

aluminio es 13. Dibuje las configuraciones

electrónicas, incluyendo las capas y subcapas, ydiga si este elemento es un buen conductor.


10/29


Iones Positivos

Cuando los átomos pierden electrones sellaman iones positivos.

Los electrones libres se mueven dentro de losiones positivos, los iones oscilan en unaposición fija.


11/29


La Corriente Eléctrica

La energía química de la batería colocara una carganeta positiva en una terminal y negativa en la otra.

Al hacer la conexión los electrones libres se desplazaranhacia la terminal positiva y la terminal negativa seconvierte en una fuente suministradora de electrones

La dirección del flujo real se llama flujo electrónico y ladirección opuesta flujo convencional.

En el análisis de circuitos se utiliza el flujo convencional


12/29


t

Q I t I Q

I

Qt

)( ampere I )(C CoulombsQ )(stiempot

electrones10242.61 18C C 19106.1electrón1

La Corriente Eléctrica …La corriente se define como el flujo de carga a

través de un conductor por unidad de tiempo.


13/29


Corriente Cero

Debido a la energía térmica se crean electroneslibres, sin fuerzas externas, los electrones libres

se mueven al azar creando un flujo de carganeto igual a cero.


14/29


Problema 2Calcule la corriente en Amperes si 650C de

carga atraviesan un alambre en 50s.


15/29


Energía y Diferencia de PotencialLa energía es la capacidad para realizar trabajo.

La energía potencial se determina con:

En una batería la acción química establece,

mediante un gasto de energía una acumulaciónde cargas negativas en una terminal y positivasen la otra, este posicionamiento genera una

diferencia de potencial.Los electrones en la terminal negativa tendránsuficiente energía para alcanzar la terminalpositiva.

mghW )( Joules


16/29


)(voltsQ

W V V QW

V

W Q

El Voltaje.Cuando al mover 1 Coulomb de carga entre

dos puntos se intercambia 1 Joule de energíase tiene una diferencia de potencial de 1 Volt.

El voltaje indica cuanta energía se gasta almover una carga.

La diferencia de potencial se mide entre dospuntos.


17/29


Problema 3Si la diferencia de potencial entre dos puntos es

de 42V, ¿Cuánto trabajo se requiere para llevar

6C de un punto al otro?


18/29


Terminología del Voltaje E se utiliza para fuentes de voltaje (V)

V se utiliza para caídas de voltaje (V)

Otros términos utilizados son:

Potencial, diferencia de potencial, voltaje,diferencia de voltaje ( caída o elevación), y

fuerza electromotriz.Fuerza electromotriz (emf) es la fuerza que

establece el flujo de carga.


19/29


Fuentes de CDLas fuentes de corriente directa (CD) establecen

un flujo de carga unidireccional.

Tipos de fuentes de CD:Baterías

Generadores de CD

Rectificadores

Celdas solares


20/29


Las Baterías.Pueden ser del

tipo primario o

secundario.Las de tipo

secundario sonrecargables, enellas la reacciónquímica puedeser invertida


21/29


Generador eléctricoLos generadores transforman la energía

mecánica en energía eléctrica.

La energía mecánica se aplica como un parmecánico y una velocidad y la energía eléctricase obtiene como un voltaje y una corriente.


22/29


Rect ificador Convierte corriente alterna en corriente directa o

continua

La reducción del voltaje de alimentación se hacemediante un transformador o un circuitoelectrónico


23/29


Celdas solaresTransforman la energía luminosa en energía

eléctrica

Las celdas se conectan en serie para alcanzarel nivel de voltaje requerido


24/29


ConductoresSe dice que un material es conductor cuando

permite que se establezca a través de el una

corriente considerable cuando se aplica unvoltaje de magnitud moderada.

Usualmente, los conductores buenos tienen un

solo electrón en la última orbita.


25/29


Conductividad relativaEn la tabla se muestra la resistencia relativa de

diversos materiales con respecto las resistividad

del cobre.METAL CONDUCTIVIDAD

RELATIVA %

plata 105

cobre 100

oro 70.5

Aluminio 61

Tungsteno 31.2

Níquel 22.1


26/29


AislantesLos materiales aislantes son aquellos que

requieren que se les aplique un voltaje muy alto

para establecer a través de ellos una corrienteSe llama voltaje de ruptura al nivel de voltaje

requerido para establecer una corriente

significativa


27/29


AislantesSon muy utilizados en la industria eléctrica


28/29


Esfuerzos de Ruptura. MATERIAL ESFUERZOSPROMEDIO DE

RUPTURA (kV/cm)Aire 30

porcelana 70

Aceites 140

Baquelita 150

caucho 270Papel (recubierto deparafina)

500


29/29


Tarea 1La cantidad de electrones que poseen la plata es47. Dibuje las configuraciones electrónicas,incluyendo las capas y subcapas, y diga si es un

buen conductor.¿Cuántos electrones pasan a través de un

conductor en 1 min si la corrientes es de 1A?

¿Cuál es el voltaje entre dos puntos si se requieren96 mJ de energía para mover 50x10^18 electronesentre los dos puntos?

Si un conductor con una corriente de 200mA quepasa a través de el, convierte 40J de energíaeléctrica en calor en 30s, ¿Cuál es al caída devoltaje a través del conductor?

Conceptos de circuitos basicos

Documents

Transcript of Conceptos de circuitos basicos