ISUU Asier Orive

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TEMA 1: CONCEPTOS GENERALES. 1. INTRODUCCION. En el átomo existen las mismas cantidades de p + (cargas positivas) que de e - (cargas negativas) por lo que el átomo es neutro, es decir no tiene carga eléctrica. Conductores: son sustancias que poseen muchos e - libres. El movimiento errático de estos e - puede encauzarse en una dirección y conseguir un flujo electrónico, por esto son precisamente buenos conductores de electricidad. Por ejemplo: la plata el cobre y el aluminio. Aislantes o dieléctricos: son sustancias cuya estructura atómica retiene fuertemente a los e - por lo que es difícil que por el interior de tales sustancias circule un flujo electrónico. Por ejemplo: la porcelana y el vidrio. Semiconductores: tienen propiedades intermedias entre ambos. La cantidad de e - libres depende de determinados factores como el calor y la luminosidad. Por ejemplo: el germanio y el silicio. 2. CORRIENTE ELECTRICA. En condiciones normales, los e - libres de un conductor se mueven erráticamente en todas las direcciones, los campos producidos se anulan y no hay flujo de e - en una dirección determinada. ELEMENTOS DE SISTEMAS DE TELECOMUNICACIONES. 1 6 p + 6n Algunos de estos e - están débilmente ligados al núcleo y no permanecen siempre en el mismo átomo, si no que pasan de átomo a átomo moviéndose erráticamente: son los electrones libres.

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  • TEMA 1: CONCEPTOS GENERALES.

    1. INTRODUCCION.

    En el tomo existen las mismas cantidades de p+ (cargas positivas) que

    de e- (cargas negativas) por lo que el tomo es neutro, es decir no tiene carga

    elctrica.

    Conductores: son sustancias que poseen muchos e- libres. El

    movimiento errtico de estos e- puede encauzarse en una direccin y

    conseguir un flujo electrnico, por esto son precisamente buenos

    conductores de electricidad. Por ejemplo: la plata el cobre y el aluminio.

    Aislantes o dielctricos: son sustancias cuya estructura atmica

    retiene fuertemente a los e- por lo que es difcil que por el interior de

    tales sustancias circule un flujo electrnico. Por ejemplo: la porcelana y

    el vidrio.

    Semiconductores: tienen propiedades intermedias entre ambos. La

    cantidad de e- libres depende de determinados factores como el calor y

    la luminosidad. Por ejemplo: el germanio y el silicio.

    2. CORRIENTE ELECTRICA.

    En condiciones normales, los e- libres de un conductor se mueven errticamente en todas las direcciones, los campos producidos se anulan y no

    hay flujo de e- en una direccin determinada.

    ELEMENTOS DE SISTEMAS DE TELECOMUNICACIONES. 1

    6 p+6n

    Algunos de estos e-

    estn dbilmente

    ligados al ncleo y no

    permanecen siempre en

    el mismo tomo, si no

    que pasan de tomo a

    tomo movindose

    errticamente: son los

    electrones libres.

  • TEMA 1: CONCEPTOS GENERALES.

    Si se aplica una diferencia de potencial d.d.p. entre los extremos del conductor, los e- en conjunto son transportados a travs del conductor

    constituyendo la corriente elctrica. La corriente elctrica es un movimiento de

    e- libres desde los puntos de menor potencial (-) a los puntos de mayor

    potencial (+).

    Cuando se conecta una batera (pila, dispositivo que crea una d.d.p.

    entre sus bornes) como se indica, los e- libres del conductor son repelidos por

    el terminal negativo (-) y atrados por el terminal (+), originndose un flujo de e-

    a travs de dicho conductor: corriente elctrica.

    Por ejemplo: si la tensin, voltaje o potencial que tenemos en el punto A

    (borne positivo de la pila) es VA=2V y la tensin en el punto B (borne negativo

    de la pila) es de VB=3V, tenemos:

    Partiendo del punto A: d.d.p. VB VA = 3 2 = 1V ganancia de tensin

    VA VB = 2 3 = -1V cada de tensin

    Partiendo del punto B: d.d.p. VA VB = 2 3 = -1V ganancia de tensin

    El signo indica que el punto B esta a un

    potencial mayor.

    VB VA = 3 2 = 1V cada de tensin

    ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE TELECOMUNICACIONES.2

    MOVIMIENTO DE e-

  • TEMA 1: CONCEPTOS GENERALES.

    La ganancia de tensin es igual a la cada de tensin pero con signo

    contrario.

    3. INTENSIDAD DE CORRIENTE ELECTRICA (I).

    4. EFECTOS DE LA CORRIENTE ELECTRICA.

    Transporte de energa: al circular la corriente por las lneas

    transporta energa elctrica.

    Produce calor: aprovechable por ejemplo para la produccin de

    algunos electrodomsticos: planchas, estufas...

    Magnetismo: cuando la corriente elctrica circula por un

    conductor arrollado sobre una pieza de material magntico, este

    se magnetiza: esta es la base de funcionamiento de los

    electroimanes, motores y alternadores.

    Accin qumica: la corriente elctrica descompone los lquidos

    cuando circula a travs de ellos, por ejemplo se utiliza para cargar

    bateras.

    ELEMENTOS DE SISTEMAS DE TELECOMUNICACIONES. 3

    I = cantidad de carga elctrica que cruza la seccin transversal de un conductor en un segundo.

    Sentido convencional de la I: del + al

    1mA= 10-3 A1A= 10-6 A1nA= 10-9 A1pA= 10-12 A

    Peligro de muerte por electrocucin = 100mA

  • TEMA 1: CONCEPTOS GENERALES.

    Las conmociones elctricas producidas en el cuerpo humano son

    debidas a la accin qumica de la corriente sobre las clulas. Aunque nos

    preocupa el voltaje como causa que produce las conmociones elctricas, es la

    corriente la que produce el dao (los nervios son los mejores conductores del

    cuerpo humano).

    5. DIFERENCIA DE POTENCIAL d.d.p. Y FUERZA ELECTROMOTRIZ f.e.m.

    Cuando no se mantiene la d.d.p. entre dos puntos la corriente cesa en

    cuanto los e- sobrantes del terminal negativo (-) alcanzan el terminal positivo (+)

    y se igualan los potenciales en ambos puntos. Es necesario un dispositivo

    llamado generador elctrico, capaz de proporcionar una fuerza, f.e.m., que

    mantenga la d.d.p., efectuando el trabajo de transportar las cargas negativas

    del terminal positivo (+) al negativo (-) por el interior del generador.

    La f.e.m. es la causa y la d.d.p. el efecto. La f.e.m. es la fuerza que

    mantiene la d.d.p.

    Son generadores elctricos:

    Pilas y acumuladores: transforman la energa qumica en elctrica.

    Alternadores y dinamos: transforman la energa mecnica en elctrica.

    B A T T E R Y

    12

    +-

    P O L O P O S I T I V OP O L O N E G A T I V O

    6. CORRIENTE CONTINUA Y CORRIENTE ALTERNA.

    Es la que proporcionan las bateras de

    acumuladores, pilas, dinamos y clulas

    fotovoltaicas. Se caracteriza porque los

    ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE TELECOMUNICACIONES.4

  • TEMA 1: CONCEPTOS GENERALES.

    electrones libres siempre se mueven en el mismo sentido por el conductor con

    una intensidad constante.

    Este tipo de corriente es producida por los alternadores y es la que se genera

    en las centrales elctricas. La corriente que usamos en las viviendas es

    corriente alterna (enchufes). En este tipo de corriente la intensidad varia con el

    tiempo (numero de electrones), adems cambia de sentido de circulacin a

    razn de 50 veces por segundo. Segn esto tambin la tensin generada entre

    los dos bornes (polos) vara con el tiempo en forma de onda senoidal, no es

    constante.

    Esta onda senoidal se genera 50 veces cada segundo, es decir tiene una

    frecuencia de 50Hz (hertzios), en EEUU es

    de 60Hz. Como vemos pasa 2 veces por

    0V (voltios) y 2 veces por la tensin

    mxima que es de 325V. Es tan rpido

    cuando no hay tensin que los receptores

    no lo aprecian y no se nota. Esta onda se conoce como onda alterna senoidal y

    es la ms comn ya que es la que tenemos en nuestras casas. La onda de la

    intensidad sera de igual forma pero con los valores de la intensidad

    lgicamente, en lugar de los de la tensin.

    Por qu se dice que hay una tensin de 220V en los enchufes?. Como la tensin varia constantemente se coge una tensin de referencia

    llamada Valor Eficaz. Este valor es el valor que debera tener en corriente continua para que produjera el mismo efecto sobre un receptor en corriente

    alterna. Es decir si conectamos un radiador elctrico a 220V en corriente

    continua (siempre constante), dara el mismo calor que si lo conectamos a una

    corriente alterna con tensin mxima de 325V (tensin variable), en este caso

    diramos que la tensin en alterna tiene una tensin de 220V, aunque

    realmente no sea un valor fijo sino variable.

    ELEMENTOS DE SISTEMAS DE TELECOMUNICACIONES. 5

    Vef = Vmax / 2

  • TEMA 1: CONCEPTOS GENERALES.

    7. RESISTENCIA ELECTRICA R.

    Es la oposicin que todo conductor presenta al paso de la corriente

    elctrica.

    Cuantos ms e- libres tenga un conductor mayor ser la carga que

    pueda desplazarse, luego mayor es la resistencia.

    Cuanto mayor es la longitud de un conductor mayor es su resistencia.

    Cuanto mayor es la seccin transversal del conductor menor es su

    resistencia.

    Por ejemplo, hallar la R de un conductor de cobre de 2 Km de longitud y

    3 mm2 de seccin:

    ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE TELECOMUNICACIONES.6

    1m = 10-3 1K = 103 1M = 106

    RR

    1 2

  • TEMA 1: CONCEPTOS GENERALES.

    8. VARIACIN DE LA RESISTENCIA CON LA TEMPERATURA.

    Por lo general, la resistencia aumenta con la temperatura en los

    conductores metlicos. Este aumento depende del incremento de la

    temperatura y de la materia de que este constituido dicho conductor. Esto, a

    veces, es un inconveniente, por ejemplo, en las medidas elctricas, que

    pueden verse distorsionadas por este fenmeno. Por esta razn, es

    conveniente utilizar materiales con un bajo coeficiente de temperatura para la

    construccin de aparatos de medida. En otros casos, este aumento de

    resistencia puede ser beneficioso, como por ejemplo, para medir temperaturas

    por medio de resistencias que posean un alto coeficiente de temperatura

    (termmetros electrnicos).

    9. DISIPACIN DE LAS RESISTENCIAS.

    Al circular por una R una corriente de I amperios durante t segundos se

    desarrolla un trabajo y una cantidad de calor:

    Esta energa se conoce como perdida por calentamiento o por efecto

    Joule. En la mayora de los aparatos conviene que sea mnima, por que no se

    ELEMENTOS DE SISTEMAS DE TELECOMUNICACIONES. 7

    to = elevacin de la temperatura en o CRo = resistencia a 20o C

    = coeficiente de temperatura a 20o C

    R = RO (1 + to )

  • TEMA 1: CONCEPTOS GENERALES.

    utiliza y aumenta la temperatura de los mismos. En planchas, estufas,...se

    favorece este calentamiento.

    Los excesos de temperatura que se pueden producir en los conductores

    los pueden destruir inmediatamente. Este es el caso del cortocircuito (corriente

    muy elevada que no puede durar mucho tiempo porque destruye todos los

    elementos del circuito que se encuentran a su paso). El cortocircuito se produce cuando se unen accidentalmente las dos partes activas del circuito

    elctrico: error de montaje, fallo de un aislamiento que separa las partes

    activas). En un cortocircuito la intensidad de corriente que aparece es muy

    elevada, debido a que la nica resistencia que aparece en el circuito es la

    propia de los conductores de lnea. En el caso de que esta resistencia sea muy

    baja o cuando trabajamos con tensiones elevadas, pueden llegar a

    establecerse miles de amperios. Si esta fuerte intensidad no se corta

    inmediatamente, los conductores se destruyen por efecto del calor en apenas

    unos milisegundos.

    Se produce una sobrecarga cuando hacemos pasar por un conductor elctrico ms intensidad de corriente que la intensidad para la cual ha sido

    calculada la lnea. Las sobrecargas pueden venir provocadas por conectar

    demasiados receptores en una lnea elctrica, por un mal funcionamiento del

    receptor que tiende a un mayor consumo elctrico o por un motor elctrico, que

    es obligado a trabajar a mayor potencia que la nominal. Las sobrecargas

    originan un aumento de intensidad por los conductores que, con el tiempo

    suficiente, puede llegar a provocar su destruccin por elevacin de

    temperatura.

    Un fusible est compuesto

    por un hilo conductor de menor

    seccin que los conductores de

    lnea. En caso de una sobrecarga o

    cortocircuito, la intensidad se eleva

    a valores peligrosos para los

    conductores de la lnea y el fusible

    ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE TELECOMUNICACIONES.8

  • TEMA 1: CONCEPTOS GENERALES.

    que es ms dbil se funde debido al efecto Joule e interrumpe el circuito antes

    de que la intensidad de la corriente alcance esos valores peligrosos. Para que

    el hilo del fusible se caliente antes que los conductores de la lnea, debe ser de

    mayor resistencia elctrica (hilo de menor seccin). Los fusibles estn

    calibrados en amperios, que indican la intensidad que puede pasar por l sin

    fundirse.

    10. CLASIFICACION DE LAS RESISTENCIAS.

    FIJAS VARIABLES RESISTENCIAS

    DEPENDIENTESAglomeradas

    De pelcula de

    carbn

    De pelcula

    metlica

    bobinadas

    Potencimetros de capa

    de carbn

    Potencimetros

    bobinados

    Potencimetros

    multivuelta

    Potencimetros miniatura

    NTC (disminuye con la

    temperatura)

    PTC (aumenta con la

    temperatura)

    LDR (modifica su resistencia

    en funcin de la intensidad

    luminosa que incide sobre su

    superficie)

    VDR (modifica su resistencia

    en funcin del potencial

    aplicado a sus extremos)

    MDR (la resistencia depende

    de la induccin magntica a la

    que es sometida)

    Existen tres tipos de resistencias, fijas, variables y dependientes.

    Resistencias fijas, se caracterizan por mantener un valor hmico fijo, para potencias inferiores a 2

    W suelen ser de carbn o de pelcula metlica.

    Mientras que para potencias mayores se utilizan

    las bobinadas.

    ELEMENTOS DE SISTEMAS DE TELECOMUNICACIONES. 9

  • TEMA 1: CONCEPTOS GENERALES.

    Resistencias variables, la variacin puede ser rotativa o lineal.

    Segn la forma constructiva pueden ser bobinadas, para potencias grandes, o

    de pista de carbn.

    Cuando se varan con ayuda de

    una herramienta se denominan

    ajustables, mientras que cuando

    disponen de un vstago para

    variarlas se denominan

    potencimetros.

    Y a la vez pueden ser, de conexin vertical y ajuste horizontal, o de conexin

    horizontal y ajuste vertical.

    ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE TELECOMUNICACIONES.10

  • TEMA 1: CONCEPTOS GENERALES.

    Resistencias dependientes, existen cinco tipos de resistencias dependientes: NTC, PTC, LDR, VDR y MDR.

    NTC: Resistencia de coeficiente negativo de temperatura. Cuando

    aumenta la temperatura de la

    misma disminuye su valor

    hmico. Si nos pasamos de la

    temperatura mxima o estamos

    por debajo de la mnima se

    comporta de forma inversa.

    Se utiliza en aplicaciones relacionadas con la temperatura.

    PTC: Resistencia de coeficiente positivo de temperatura. Cuando

    aumenta la temperatura de la

    misma aumenta su valor hmico.

    En realidad es una NTC que

    aprovechamos su caracterstica

    inversa entre dos valores de

    temperatura conocidos, T1 y T2

    ELEMENTOS DE SISTEMAS DE TELECOMUNICACIONES. 11

  • TEMA 1: CONCEPTOS GENERALES.

    LDR: Resistencia dependiente de la luz. Cuando aumenta la

    intensidad luminosa sobre la

    misma disminuye su valor hmico.

    Se utiliza en aplicaciones

    relacionadas con la intensidad

    luminosa.

    VDR: Resistencia dependiente de la tensin. Cuando aumenta la

    tensin en sus extremos disminuye

    su valor hmico, y circula ms

    corriente por sus extremos.

    Se utiliza como proteccin para

    evitar subidas de tensin en los

    circuitos. Cuando se supera la tensin de la VDR la corriente se marcha por

    ella y protege al circuito.

    Los smbolos de estas resistencias son:

    ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE TELECOMUNICACIONES.12

  • TEMA 1: CONCEPTOS GENERALES.

    Los fabricantes, adems de dar el valor en ohmios de las resistencias,

    indican la potencia de la misma en watios.

    La potencia indicada requiere unas condiciones de instalacin que

    permita la ventilacin del calor desarrollado fcilmente. Como en los aparatos

    electrnicos se acumulan muchas resistencias en un espacio muy reducido, sin

    buena ventilacin deben elegirse resistencias de potencia superior:

    aproximadamente de 2 a 4 veces ms que la necesaria.

    Bobinadas: potencia > 2W

    Composicin: potencia

  • TEMA 1: CONCEPTOS GENERALES.

    Para determinar el valor de una resistencia se sita la resistencia con el

    anillo de tolerancia hacia la derecha; dicho anillo suele encontrarse ms

    distanciado del resto.

    El primer anillo, comenzando desde la izquierda, indica la primera cifra

    del valor de la resistencia; el segundo anillo la segunda cifra, y en el caso de

    estar trabajando con una resistencia de 5 anillos, el tercero indicar la tercera

    cifra. A continuacin se multiplica la cifra obtenida por el valor indicado en el

    multiplicador y obtendremos el valor de la resistencia.

    El ltimo anillo, es decir, la tolerancia, indica los mrgenes en los cuales

    podr fluctuar el valor de la resistencia.

    ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE TELECOMUNICACIONES.14

  • TEMA 1: CONCEPTOS GENERALES.

    Por ejemplo, si tenemos una resistencia con los colores, rojo, violeta,

    amarillo y oro, colocados en este orden, dicha resistencia tendr, el siguiente

    valor:

    Rojo=2 violeta=7 amarillo=104 oro=5%

    27 10000 = 270000 = 270K

    12. MEDIDA DE LA INTENSIDA. AMPERMETROS.

    Los aparatos empleados para medir la I se llaman ampermetros: poseen

    dos terminales, uno marcado con el signo (+) y otro con el signo (-) que sirven

    para conectarlo a los circuitos.

    Se debe conectar el ampermetro al circuito en serie: se corta uno de los

    hilos de la lnea y se intercala entre los dos extremos cortados, uniendo la

    borna (+) del ampermetro con el trozo de hilo que va al (+) del generador y la

    borna (-) del ampermetro al trozo que va al (-) del generador. Si se invierten las

    tensiones la intensidad marcada ser en sentido contrario).

    1 0 V

    12

    5 K

    12

    A+ -

    5 0 m A

    ELEMENTOS DE SISTEMAS DE TELECOMUNICACIONES. 15

    256500283500

  • TEMA 1: CONCEPTOS GENERALES.

    5 K

    12

    1 0 V

    12

    +

    5 0 m AA

    -

    13. MEDIDA DE TENSIONES. VOLTMETROS.

    Se utiliza el voltmetro.

    Hay que intercalarlo entre los dos hilos de la lnea.

    1 0 V

    12

    5 K

    12-

    +

    V

    1 0 V

    12

    5 K

    12

    +V

    -

    ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE TELECOMUNICACIONES.16

    El ampermetro esta soportando toda la tensin de la batera. Un ampermetro no resiste las ms pequeas tensiones y si se conecta entre los dos hilos de una lnea se quema.

    Hay que conectar los bornes del voltmetro con los del mismo signo del generador o de la carga.

    El conductor interior del voltmetro esta calculado para que la corriente que circule por el mismo sea despreciable. Se quemara.

  • TEMA 2: CIRCUITOS RECORRIDOS POR CORRIENTE CONTINUA (1).

    1. CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA.

    La corriente continua (C.C.) no varia con el tiempo ni de magnitud ni de

    sentido. Circula nicamente por un circuito cerrado que proporcione a los e- un

    paso continuo desde el terminal negativo (-) al positivo (+).

    2. LEY DE OHM.

    Amperio: intensidad de corriente que circula por un conductor de un

    ohmio cuando en sus extremos se aplica un voltio.

    ELEMENTOS DE SISTEMAS DE TELECOMUNICACIONES. 1

    Entre dos puntos de un circuito, la intensidad de corriente que circula

    es directamente proporcional a la tensin existente entre los mismos

    e inversamente proporcional a la resistencia que existe entre dichos

    puntos:

  • TEMA 2: CIRCUITOS RECORRIDOS POR CORRIENTE CONTINUA (1).

    Ohmio: Resistencia de un conductor cuando al aplicar entre sus

    extremos un voltio circula un amperio.

    Voltio: tensin que debe existir entre extremos de un conductor de un

    ohmio para que circule un amperio.

    Ejemplo 1: hallar la intensidad de la corriente que circula por un conductor de 0,08 si entre sus extremos existe una tensin de 10 voltios.

    1 0 V 0 , 0 81

    2+

    -

    Ejemplo 2: hallar el valor de la resistencia de un conductor si al aplicarle entre sus extremos 10 V circula una corriente de 4 Amperios.

    Ejemplo 3: qu tensin hay que aplicar entre extremos de un conductor de 1 Kohmio para que por ella circule una corriente de 10 mA?.

    3. CAIDA DE TENSIN.

    Dado el circuito:

    ELEMENTOS DE SITEMAS DE TELECOMUNICACIONES2

  • TEMA 2: CIRCUITOS RECORRIDOS POR CORRIENTE CONTINUA (1).

    1 0 0

    12

    1 5 0 V

    1 2

    +

    -

    1 0 0

    12

    1 5 0 V

    1 2

    +

    -

    A

    V 1 5 0 V

    Si aplicamos la ley de Ohm para averiguar la intensidad que circula por R tenemos:

    Sin embargo si cerramos el conmutador indicamos que el voltmetro indica 100V y el ampermetro 1 A. Por lo tanto ha habido una cada de tensin de 50V.

    1 0 0

    12

    1 5 0 V+

    - V 1 0 0 V

    A1 A

    Cada de tensin interna : la corriente tambin tiene que circular a

    travs del generador y el interior del generador presenta una resistencia

    interna que no hemos tenido en cuenta: RG. Los 50V que han

    desaparecido han sido consumidos por la resistencia interna del

    generador.

    ELEMENTOS DE SISTEMAS DE TELECOMUNICACIONES. 3

    Con el conmutador abierto, medimos la tensin en los bornes del generador y obtenemos un valor de 150V.

  • TEMA 2: CIRCUITOS RECORRIDOS POR CORRIENTE CONTINUA (1).

    1 0 0

    121 5 0 V

    R G

    12

    +

    -

    V 1 0 0 V

    A1 A

    La RG es difcil de medir, pero fcil de calcular: basta dividir la diferencia

    entre las tensiones a circuito abierto (CA) y a circuito cerrado (CC) por la

    intensidad de corriente a circuito cerrado:

    Cada de tensin externa : por la ley de Ohm sabemos que para hacer

    circular por los 100 una corriente de 1:

    se emplean en el circuito exterior.

    Podemos comprobar que:

    La cada de tensin entre dos puntos es la d.d.p. que debe existir entre

    dichos puntos para hacer circular una corriente por la porcin de circuito

    considerado.

    La suma de las cadas de tensin a lo largo de un circuito es igual a la

    f.e.m.

    ELEMENTOS DE SITEMAS DE TELECOMUNICACIONES4

  • TEMA 2: CIRCUITOS RECORRIDOS POR CORRIENTE CONTINUA (1).

    En la mayora de los casos que se presentan en electrnica solo interesa

    lo que ocurre en el circuito en funcionamiento. As que no hace falta conocer la

    RG del generador para hallar la tensin entre bornes del mismo y la corriente

    que circula. Puede determinarse de la siguiente forma:

    Si se dispone de un ampermetro que mide 1:

    Si se dispone de un voltmetro que mide 100V:

    4. CORTOCIRCUITO Y CIRCUITO ABIERTO.

    Dos puntos estn en cortocircuito cuando la R que los une es

    extremadamente pequea. La intensidad de corriente es muy grande cuando la

    R tiende a cero. En tal caso el calore desprendido por efecto Joule es muy

    grande y existe peligro de incendio por fusin de los conductores.

    Para evitar accidentes, debido a la fusin de los conductores, se utilizan

    fusibles, que son hilos o laminas de aleacin plomo-estao con una

    ELEMENTOS DE SISTEMAS DE TELECOMUNICACIONES. 5

    La tensin de los generadores se puede expresar de dos

    formas:

    Como f.e.m., que es la tensin a circuito abierto o sin

    carga.

    Como d.d.p., entre bornas, tensin a circuito cerrado o

    bajo cargas que es la tensin entre dichas bornas con el

    circuito cerrado.

  • TEMA 2: CIRCUITOS RECORRIDOS POR CORRIENTE CONTINUA (1).

    temperatura de fusin baja. Se instalan en los circuitos en sitios convenientes y

    al fundirse abren el mismo evitando peligro de incendio.F 1

    Si un circuito presenta alguna discontinuidad en uno de sus puntos que

    impide el paso de la corriente se dice que esta en circuito abierto.

    5. CIRCUITOS SERIE.

    Un circuito serie es aquel en el que la corriente total, para cerrar su

    camino hacia el generador, ha de pasar por cada uno de los componentes del

    circuito.

    R 4

    R 3

    R 2R 1

    B A T T E R Y+

    -

    La resistencia total de todo el circuito es igual a la suma de las

    resistencias.

    ELEMENTOS DE SITEMAS DE TELECOMUNICACIONES6

  • TEMA 2: CIRCUITOS RECORRIDOS POR CORRIENTE CONTINUA (1).

    La corriente es la misma en cualquier punto del circuito.

    La suma de las cadas de tensin entre las resistencias es igual a la

    tensin aplicada.

    ELEMENTOS DE SISTEMAS DE TELECOMUNICACIONES. 7

  • TEMA 2: CIRCUITOS RECORRIDOS POR CORRIENTE CONTINUA (1).

    R 3

    2 7 0

    R 2 5 6 0

    R 1

    2 7 0

    2 2 V+-

    A

    V

    V

    V 1

    2

    3

    I = 0 , 0 2 A

    La cada de tensin en cada una de ellas puede medirse conectando un

    voltmetro entre sus extremos o calcularse por la ley de Ohm:

    Sabemos que la resistencia total es:

    Por lo tanto la intensidad que circula:

    Aplicando la ley de Ohm a cada una de las resistencias:

    Si sumamos las cadas de tensin parciales:

    ELEMENTOS DE SITEMAS DE TELECOMUNICACIONES8

  • TEMA 2: CIRCUITOS RECORRIDOS POR CORRIENTE CONTINUA (1).

    6. CIRCUITOS PARALELOS O EN DERIVACIN.

    La corriente del generador, I1 + I2, sale de A y se divide en D: I1 circula

    por R1 e I2 por R2 reunindose en C. Desde este punto hasta B, y por el

    interior del generador, entre B y A, circula de nuevo la corriente total. En la

    practica puede existir cualquier numero de caminos o ramas: tales ramas

    forman un circuito paralelo o en derivacin.

    Cuando varias resistencias estn conectadas en paralelo, la tensin

    aplicada a cada una de ellas es la misma. Podramos comprobarlo

    conectando un voltmetro a cada una de las resistencias y al generador.

    ELEMENTOS DE SISTEMAS DE TELECOMUNICACIONES. 9

  • TEMA 2: CIRCUITOS RECORRIDOS POR CORRIENTE CONTINUA (1).

    La corriente total que circula por un circuito con varias resistencias en

    paralelo es igual a la suma de las que circulan por cada una de las

    resistencias.

    La resistencia efectiva o equivalente del circuito puede calcularse por la

    ley de Ohm. Es siempre menor que la menor de las resistencias. Para

    una tensin aplicada de 9v y una corriente de 0,2A tenemos:

    9 VR T 4 5

    +-

    A

    B

    A

    v

    I T = 0 , 2 A

    7. CALCULO DE LA RESISTENCIA EFECTIVA.

    Si necesitamos conocer la resistencia efectiva de un circuito paralelo sin

    conocer la tensin o la corriente:

    ELEMENTOS DE SITEMAS DE TELECOMUNICACIONES10

  • TEMA 2: CIRCUITOS RECORRIDOS POR CORRIENTE CONTINUA (1).

    8. POTENCIA Y ENERGIA ELECTRICA.

    Potencia es el trabajo realizado en un segundo:

    ELEMENTOS DE SISTEMAS DE TELECOMUNICACIONES. 11

    Mtodo de las inversas para varias resistencias desiguales:

    Mtodo del producto partido por la suma de dos resistencias desiguales:

    Mtodo de las resistencias iguales. La resistencia efectiva de varias resistencias iguales agrupadas en paralelo se obtiene dividiendo el valor de una por el numero de las mismas:

  • TEMA 2: CIRCUITOS RECORRIDOS POR CORRIENTE CONTINUA (1).

    Se define el vatio como la potencia consumida entre dos puntos cuando al aplicarles una tensin de un voltio circula una corriente entre los mismos de un amperio.

    Ejemplo: qu intensidad puede circular por una resistencia de 100 de 4w de potencia?

    Se emplean tambin:

    Como potencia es la velocidad con que se realiza un trabajo, la energa total consumida vendr dada por:

    Comercialmente se utiliza el kilovatio hora, que es la energa consumida en una hora a razn de un kilovatio cada segundo:

    ELEMENTOS DE SITEMAS DE TELECOMUNICACIONES12

  • TEMA 2: CIRCUITOS RECORRIDOS POR CORRIENTE CONTINUA (1).

    ACTIVIDADES:

    1. Qu es la resistencia elctrica?.2. Seala algunos factores que influyan en la resistencia elctrica.3. Qu es la resistividad?.4. Cuanto vale la resistencia de un hilo de aluminio de 2 Km. de longitud y 2mm2

    de seccin?. Resistividad del aluminio = 0,0283 mm2/ m.5. La resistencia de un conductor de cobre es de 100 a 0C, cul es su resistencia

    a 50C?.acobre=0,004276. Qu colores utilizaramos para indicar las siguientes resistencias:

    100 10 1M 500 180 1k 390 6k8 4k7

    7. Qu corriente circula por un conductor que tiene una resistencia de 6 si se le aplica una tensin de 48v?.

    8. Cul es la resistencia de una lmpara elctrica por la que circula una corriente de 1A cuando se aplica una tensin de 110v?.

    9. Cuntos voltios son necesarios para producir una corriente de 1,5A a travs de un timbre elctrico cuya resistencia es de 6?.

    10. Qu se entiende por cada de tensin entre dos puntos?.11. Por qu la tensin entre bornas de un generador no es la misma a circuito

    abierto que a circuito cerrado?.12. De cuantas formas se puede expresar la tensin de un generador?.13. Cundo existe cortocircuito entre dos puntos de un circuito elctrico?.14. Hallar los valores de las magnitudes que se indican en los circuitos siguientes:

    RT, I1, I2, E2, suma de las cadas de tensin

    R 1 1 2 0

    R 2

    4 7 0

    E1 2 V+

    -

    E1, E3, I3, R2, R3.

    ELEMENTOS DE SISTEMAS DE TELECOMUNICACIONES. 13

  • TEMA 2: CIRCUITOS RECORRIDOS POR CORRIENTE CONTINUA (1).

    R 3

    R 2

    E T6 0 V

    R 1

    1 0 0+

    - I T = 0 , 5 A

    E 2 = 2 V15. En la figura siguiente aparecen 3 lmparas y una batera. Conecta las lmparas

    en serie con la batera. Si cada filamento tiene una resistencia de 20 y estn fabricados para que circule por ella una corriente de 0,3A , cul debe ser la tensin de la batera?.

    L A M P 1 L A M P 2 L A M P 3

    + -

    16. Deducir en el circuito de la figura la resistencia que conectada al generador produzca el mismo efecto que las tres que aparecen en el circuito.

    R 31 0 0

    R 21 5 0

    R 11 2 01 6 V

    -

    +

    17. Deducir del esquema el valor de las corrientes que circulan por cada resistencia, las cadas de tensin en las mismas y el valor de la resistencia equivalente del conjunto.

    R 31 8 0

    R 21 8 0

    R 1

    1 0

    1 0 V

    -

    +

    ELEMENTOS DE SITEMAS DE TELECOMUNICACIONES14

  • TEMA 2: CIRCUITOS RECORRIDOS POR CORRIENTE CONTINUA (1).

    18. En la figura siguiente aparecen 3 lmparas y una batera. Conecta las lmparas en paralelo con la batera. Si cada filamento tiene una resistencia de 20 y estn fabricados para que circule por ella una corriente de 0,3A , cul debe ser la tensin de la batera?.

    L A M P 1 L A M P 2 L A M P 3

    + -

    19. Deducir de la figura reproducida los siguientes valores: Cada de tensin en RA. RA. RE. Cada de tensin en RC. Corriente que circula por RD. RC. Corriente que circula por RB.

    20. Deducir para cada uno de los circuitos siguientes los valores que se indican:

    RT, IT, IA, IB, IC, ID, cada de tensin en cada rama.

    ELEMENTOS DE SISTEMAS DE TELECOMUNICACIONES. 15

  • TEMA 2: CIRCUITOS RECORRIDOS POR CORRIENTE CONTINUA (1).

    R D5 6

    R A6 8E = 1 2 V

    R B4 7

    R C8 2

    -

    +

    RT, IB, IC, ID, RD, RA, I3.

    EA, EB, ED, IB, ID, RC.

    EA, EC, RB, IC, IE, EE, ED, RD.

    ELEMENTOS DE SITEMAS DE TELECOMUNICACIONES16

  • TEMA 2: CIRCUITOS RECORRIDOS POR CORRIENTE CONTINUA (1).

    ELEMENTOS DE SISTEMAS DE TELECOMUNICACIONES. 17

  • TEMA 3: CIRCUITOS RECORRIDOS POR CORRIENTE CONTINUA (2).

    1. LEY DE OHM APLICADA A UN GENERADOR.

    Los generadores son capaces de convertir la energa elctrica a otra

    forma de energa y mantener una d.d.p. entre sus bornas: por ejemplo, las pilas

    transforman la energa qumica en energa elctrica, los alternadores y dinamos

    transforman la energa mecnica en elctrica.

    2. LEY DE OHM APLICADA A UN RECEPTOR.

    Los receptores realizan la operacin inversa a la de los generadores:

    absorben energa elctrica transformndola en energa mecnica (motores),

    energa calorfica (lmparas...). cuando son atravesados por una corriente

    elctrica se crea en ellos una f.c.e.m. (e) en sentido opuesto a la f.e.m. del

    generador.

    ELEMENTOS DE SISTEMAS DE TELECOMUNICACINES 1

    Por el principio de conservacin de la energa:

  • TEMA 3: CIRCUITOS RECORRIDOS POR CORRIENTE CONTINUA (2).

    3. LEY DE OHM GENERALIZADA.

    4. AGRUPAMIENTO DE GENERADORES IGUALES.

    ELEMENTOS DE SISTEMAS DE TELECOMUNICACIONES2

    Un generador de f.e.m. Eg alimenta a un receptor que genera una

    f.c.e.m. (e):

    Por el principio de conservacin de la energa tenemos:

    Ley de Ohm generalizada:

    La f.e.m. del generador menos la f.c.e.m. del receptor es igual a la cada de tensin total que se produce en un circuito.

  • TEMA 3: CIRCUITOS RECORRIDOS POR CORRIENTE CONTINUA (2).

    Ejemplo 1: qu corriente suministran 5 pilas de 1,5V y 0,2 de resistencia interna a una resistencia de 33 conectadas en:

    ELEMENTOS DE SISTEMAS DE TELECOMUNICACINES 3

    SERIE:

    R G

    E G

    R G

    E G

    R G

    E G E G = n E G

    R G = n R G

    I I I I

    La f.e.m. total es igual a la suma de las parciales. La RG del conjunto es igual a la suma de las parciales. La I del conjunto es la misma que la de cada uno de los componentes.

    PARALELO:

    E G

    R G

    E G

    R G R G

    E G E GI I I

    I = n IR G = R G / n

    La f.e.m. total es igual a la de uno de los componentes. La RG total es igual a la de uno de los componentes dividida por el

    numero de los mismos. La I total es la suma de las que proporciona cada componente.

    PARALELO SERIE:

    E G

    R G

    E G

    R G R G

    E G

    R G

    E G E G

    R G R G

    E G

    I I I

    La f.e.m. del conjunto es igual a la suma de las de una serie. La I total es igual a la suma de las que proporciona cada serie. La RG total es igual a la de una serie dividida por el numero de estas.

  • TEMA 3: CIRCUITOS RECORRIDOS POR CORRIENTE CONTINUA (2).

    1. Paralelo:

    R G 0 , 2R G 0 , 2

    1 , 5 V

    R G 0 , 2R G 0 , 2R G 0 , 2

    1 , 5 V 1 , 5 V 1 , 5 V 1 , 5 V

    R 3 3

    +-

    +-

    +-

    +-

    +-

    2. Serie:

    R G

    0 , 21 , 5 V 1 , 5 V

    R G

    0 , 2 1 , 5 V

    R G

    0 , 2

    R G

    0 , 21 , 5 V

    R G

    0 , 21 , 5 VR 3 3

    + - -+ -+ + - -+

    Ejemplo 2: dos series de 4 pilas, cada una de f.e.m. igual a 1,5V y resistencia interna igual a 0,2 se conectan en paralelo. Qu corriente proporciona el conjunto a un circuito cuya resistencia exterior es de 18?.

    ELEMENTOS DE SISTEMAS DE TELECOMUNICACIONES4

  • TEMA 3: CIRCUITOS RECORRIDOS POR CORRIENTE CONTINUA (2).

    R G 0 , 2

    1 , 5 V

    R 1 8

    R G 0 , 2

    1 , 5 V

    R G 0 , 2

    1 , 5 V

    R G 0 , 2

    1 , 5 V 1 , 5 V

    R G 0 , 2

    1 , 5 V

    1 , 5 V

    1 , 5 V

    R G 0 , 2

    R G 0 , 2

    R G 0 , 2

    +-

    -+

    -+

    -+

    +

    +

    +-

    +-

    -

    -

    5. LEYES DE KIRCHHOFF.

    ELEMENTOS DE SISTEMAS DE TELECOMUNICACINES 5

    1 LEY:

    En todo lazo cerrado, la suma algebraica de las f.e.m.

    encontradas es igual a la suma algebraica de los productos. R I,

    de las resistencias que forman el lazo por las intensidades de corriente que recorre cada una.

  • TEMA 3: CIRCUITOS RECORRIDOS POR CORRIENTE CONTINUA (2).

    Ejemplo: deducir del esquema las corrientes que circulan por cada resistencia y sus sentidos:

    ELEMENTOS DE SISTEMAS DE TELECOMUNICACIONES6

    2 LEY:

    En todo nudo la suma de las corrientes que convergen es igual a la suma de las corrientes que se separan.

    Aplicacin de las leyes de Kirchhoff:

    1. indicar sobre cada conductor del circuito el sentido en el que se

    supone circula la corriente positiva.

    2. recorrer cada lazo del circuito en el sentido de las agujas del

    reloj. Cada producto RI se tomar con signo positivo si se pasa

    por la R en el sentido que se supuso anteriormente para la

    corriente y negativo si se pasa en sentido contrario.

    3. la f.e.m. se considerar positiva si su sentido es el mismo que el

    escogido para recorrer el lazo; en caso contrario se toma

    negativa.

    4. deben obtenerse tantas ecuaciones como lazos independientes

    haya. Dos lazos son independientes cuando al recorrer uno de

    ellos se encuentran elementos que no pertenecen al otro.

  • TEMA 3: CIRCUITOS RECORRIDOS POR CORRIENTE CONTINUA (2).

    6. TEOREMA DE THEVENIN.

    Ejemplo: calcular la corriente que circula por RL por el procedimiento convencional y aplicando el teorema de Thevenin:

    E 1 = 2 2 V

    R 3

    1 2 0

    R 13 3 0

    R 22 2 0 R L1 0 0

    +-

    a

    b

    ELEMENTOS DE SISTEMAS DE TELECOMUNICACINES 7

    La corriente que circula por la R exterior RL es la misma que si sustituimos la red por un solo generador de tensin cuya f.e.m. fuera el valor de la d.d.p. entre a y b en circuito abierto (sin resistencia exterior RL) y cuya resistencia interna fuera la resistencia medida entre a y b cortocircuitando los generadores de la red y sin la resistencia RL.

  • TEMA 3: CIRCUITOS RECORRIDOS POR CORRIENTE CONTINUA (2).

    7. TEOREMA DE NORTON.

    Ejemplo: calcular la corriente que circula por RL por el procedimiento convencional y aplicando el teorema de Norton:

    ELEMENTOS DE SISTEMAS DE TELECOMUNICACIONES8

    La tensin en bornes de la resistencia exterior es la misma que si sustituyramos la red por un solo generador de intensidad, en el cual el valor de la intensidad del generador es el que circule por los puntos a y b estando estos en cortocircuito, y cuya resistencia interna fuera la medida entre a y b cortocircuitando los generadores de la red y sin la resistencia exterior.

  • TEMA 3: CIRCUITOS RECORRIDOS POR CORRIENTE CONTINUA (2).

    E 1 = 2 2 V

    R 3

    1 2 0

    R 13 3 0

    R 22 2 0 R L1 0 0

    +-

    a

    b

    8. ECUACIONES DE KENNELLY.

    Existen determinadas configuraciones de resistencias que para

    resolverlas es necesario transformar una estrella en triangulo o viceversa.

    ELEMENTOS DE SISTEMAS DE TELECOMUNICACINES 9

  • TEMA 3: CIRCUITOS RECORRIDOS POR CORRIENTE CONTINUA (2).

    Ejemplo: calcula la corriente que suministra la batera:

    ELEMENTOS DE SISTEMAS DE TELECOMUNICACIONES10

    TRIANGULO EQUIVALENTE :

    ESTRELLA EQUIVALENTE:

  • TEMA 3: CIRCUITOS RECORRIDOS POR CORRIENTE CONTINUA (2).

    ELEMENTOS DE SISTEMAS DE TELECOMUNICACINES 11

  • TEMA 3: CIRCUITOS RECORRIDOS POR CORRIENTE CONTINUA (2).

    1. Hallar las corrientes que circulan por cada una de las ramas del circuito y la cada de tensin en R3:

    2. Hallar las corrientes que circulan por cada resistencia as como la cada de tensin en las mismas:

    1 0 V

    2 4 V

    R 1

    1 0 0

    R 2

    1 2 0

    R 31 8 0

    R 4

    1 3 0

    5 V

    3. Hallar las corrientes I1, I2 e I3 as como V24.

    4. Hallar el equivalente de Thevenin y de Norton en el circuito anterior.

    5. Calcula la corriente que suministra la batera y la resistencia equivalente del circuito.

    ELEMENTOS DE SISTEMAS DE TELECOMUNICACIONES12

  • TEMA 3: CIRCUITOS RECORRIDOS POR CORRIENTE CONTINUA (2).

    6. Calcular la resistencia exterior RL que hay que conectar en siguiente circuito sabiendo que por ella circula una corriente de 50mA.

    ELEMENTOS DE SISTEMAS DE TELECOMUNICACINES 13

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