Realizado por:Reyes GustavoC.I: 24.438.109Circuitos I sección 4A

HistoriaHistóricamente, la corriente eléctrica se definió como un flujo de cargas positivas y se fijó el sentido convencional de circulación de la corriente, como un flujo de cargas desde el polo positivo al negativo. Sin embargo posteriormente se observó, gracias al efecto Hall, que en los metales los portadores de carga son negativos, electrones, los cuales fluyen en sentido contrario al convencional. En conclusión, el sentido convencional y el real son ciertos en tanto que los electrones como protones fluyen desde el polo negativo hasta llegar al positivo (sentido real), cosa que no contradice que dicho movimiento se inicia al lado del polo positivo donde el primer electrón se ve atraído por dicho polo creando un hueco para ser cubierto por otro electrón del siguiente átomo y así sucesivamente hasta llegar al polo negativo (sentido convencional) es decir la corriente eléctrica es el paso de electrones desde el polo negativo al positivo comenzando dicha progresión en el polo positivo. En el siglo XVIII cuando se hicieron los primeros experimentos con electricidad, sólo se disponía de carga eléctrica generada por frotamiento (Electricidad Estática) o por inducción. Se logró (por primera vez, en 1800) tener un movimiento constante de carga cuando el físico italiano Alessandro Volta inventó la primera pila eléctrica.

corriente eléctrica La corriente eléctrica o intensidad eléctrica es el flujo de carga eléctrica por unidad de tiempo que recorre un material. Se debe al movimiento de las cargas (normalmente electrones) en el interior del material. En el Sistema Internacional de Unidades se expresa en C/s (culombios sobre segundo), unidad que se denomina amperio. Una corriente eléctrica, puesto que se trata de un movimiento de cargas, produce un campo magnético, un fenómeno que puede aprovecharse en el electroimán.

Tipos de corriente eléctrica

continua

Es el flujo de cargas

eléctricas que no cambia de sentido con el

tiempo

alterna

Es la corriente eléctrica en la

que la magnitud y dirección

varían cíclicamente.

trifásica

Es el conjunto de tres

corrientes alternas de

igual frecuencia, amplitud y valor eficaz

que presentan una diferencia de fase entre ellas de 120°

monofásica

Es la corriente que se obtiene de tomar una

fase de la corriente

trifásica y un cable neutro

estacionaria

Es la corriente eléctrica que

se produce en un conductor de forma que la densidad de carga ρ de cada

punto del conductor es

constante

Circuito en serieLos circuitos en serie son aquellos circuitos donde la energía eléctrica solamente dispone de un camino, los elementos que la componen no pueden ser independientes. O sea aquí solamente existe un único camino desde la fuente de corriente hasta el final del circuito (que es la misma fuente). Este mecanismo hace que la energía fluya por todo lo largo del circuito creado de manera tal que no hay ni independencia ni distinción en los diferentes lugares de este.

Características del circuito en serie

la suma de las caídas de la tensión que ocurren dentro del circuito es iguales a toda la tensión que se aplica.

la intensidad de la corriente es la misma en todos los lugares, es decir en cualquier punto de la distribución.

Un ejemplo claro de circuito en serie son las luces de los arbolitos de navidad en los cuales podemos observar las luces parpadeantes, todas conectadas a una misma fuente de electricidad

El circuitos tiene de desventaja es que si uno de los componentes (en este caso sería una de las luces) se rompe o se saca, todo el circuito deja de funcionar.

hoy en día los circuitos en serie no son los favoritos a la hora de ser elegidos y se opta mayoritariamente por circuitos mixtos, formados entre los circuitos paralelos y los circuitos en serie.

Circuito paraleloEl circuito eléctrico en paralelo es una conexión donde los puertos de entrada de todos los dispositivos (generadores, resistencias, condensadores, etc.) conectados coincidan entre sí, lo mismo que sus terminales de salida. La conexión en paralelo se encuentra muy frecuentemente en las casas es allí en donde se puede entender mejor. Pero una forma fácil de distinguirlo es identificar que las resistencia no se encuentren seguidas unas de otras, de esta forma si se desconecta una de las resistencias el circuito no se suspenderá.

Batería EléctricaSe denomina batería, batería eléctrica, acumulador eléctrico o simplemente acumulador, al dispositivo que consiste en una o más celdas electroquímicas que pueden convertir la energía química almacenada en electricidad. Cada celda consta de un electrodo positivo, o cátodo y un electrodo negativo, o ánodo y electrolitos que permiten que los iones se muevan entre los electrodos, facilitando que la corriente fluya fuera de la batería para llevar a cabo su función. Las baterías vienen en muchas formas y tamaños, desde las celdas en miniatura que se utilizan en audífonos y relojes de pulsera, a los bancos de baterías del tamaño de las habitaciones que proporcionan energía de reserva a las centrales telefónicas y ordenadores de centros de datos.

Tipos de

Baterías

Las celdas primarias, lo que antes se han llamado pilas, transforman la energía química en energía eléctrica, de manera irreversible (dentro de los límites de la práctica). Cuando se agota la cantidad inicial de reactivos presentes en la pila, la energía no puede ser fácilmente restaurada o devuelta a la celda electroquímica por medios eléctricos.

Las celdas secundarias, lo que antes se han llamado baterías, pueden ser recargadas, es decir, que pueden revertir sus reacciones químicas mediante el suministro de energía eléctrica a la celda, hasta el restablecimiento de su composición original.

Importancia de la electricidadAdemás de ser un servicio es una necesidad básica para poder realizar una gran cantidad de actividades, sea la iluminación necesaria para el Ámbito Escolar a la hora de leer un libro o escribir a mano, como también las tareas destinadas a la Industria y Negocios, brindando la alimentación energética necesaria para que funcione una maquinaria, un artefacto o bien un Dispositivo Electrónico que requiere de una alimentación de energía para poder trabajar. Existen distintas formas de poder obtener Energía Eléctrica, teniendo diferenciación e importancia (sobre todo en los últimos años) aquella que se obtiene utilizando Recursos No Renovables, siendo estos la transformación de calor mediante la quema de Combustibles Fósiles o cualquier otro tipo de Hidrocarburos, mientras que por otro lado tenemos las consideradas Energías Limpias, que provienen de la utilización de Recursos Renovables. Este último grupo tiene por ejemplo la utilización de Turbinas Eólicas como tecnología para poder obtener Energía Eólica que es transformada a Energía Eléctrica, o bien su equivalente en los Paneles Fotovoltaicos que capturan la radiación de los rayos del Sol y la transforman en ese recurso que tanto utilizamos en el hogar.

Análisis de mallas

El análisis de mallas (algunas veces llamada como método de corrientes de malla), es una técnica usada para determinar la tensión o la corriente de cualquier elemento de un circuito plano. Un circuito plano es aquel que se puede dibujar en un plano de forma que ninguna rama quede por debajo o por arriba de ninguna otra. Esta técnica está basada en la ley de tensiones de Kirchhoff. La ventaja de usar esta técnica es que crea un sistema de ecuaciones para resolver el circuito, minimizando en algunos casos el proceso para hallar una tensión o una corriente de un circuito

Nodosun nodo es un punto donde dos o más componentes tienen una conexión común. Corresponde a una unión de alambres hechos de material conductor que poseen una resistencia eléctrica cercana a 0.

Cada color en el circuito de arriba es un nodo

leyes de KirchhoffLas leyes de Kirchhoff son dos igualdades que se basan en la conservación de la energía y la carga en los circuitos eléctricos. Fueron descritas por primera vez en 1845 por Gustav Kirchhoff. Son ampliamente usadas en ingeniería eléctrica. Ambas leyes de circuitos pueden derivarse directamente de las ecuaciones de Maxwell, pero Kirchhoff precedió a Maxwell y gracias a Georg Ohm su trabajo fue generalizado. Estas leyes son muy utilizadas en ingeniería eléctrica e ingeniería electrónica para hallar corrientes y tensiones en cualquier punto de un circuito eléctrico.

Primera ley de Kirchhoff“Ley de corrientes de Kirchhoff”

Esta ley también es llamada ley de nodos o primera ley de Kirchhoff y es común que se use la sigla LCK para referirse a esta ley. La ley de corrientes de Kirchhoff nos dice que:

Segunda ley de Kirchhoff“Ley de tensiones de Kirchhoff”

Esta ley es llamada también segunda ley de Kirchhoff, ley de lazos de Kirchhoff o ley de mallas de Kirchhoff (es común que se use la sigla LVK para referirse a esta ley).

Ley de ohmEl ohmio (también ohm) es la unidad de medida de la resistencia que oponen los materiales al paso de la corriente eléctrica y se representa con el símbolo o letra griega Ω (omega).El ohmio se define como la resistencia que ofrece al paso de la corriente eléctrica una columna de mercurio (Hg) de 106,3 cm de alto, con una sección transversal de 1 mm2, a una temperatura de 0º Celsius.Esta ley relaciona los tres componentes que influyen en una corriente eléctrica, como son la intensidad (I), la diferencia de potencial o tensión (V) y la resistencia (R) que ofrecen los materiales o conductores.La Ley de Ohm establece que "la intensidad de la corriente eléctrica que circula por un conductor eléctrico es directamente proporcional a la diferencia de potencial aplicada e inversamente proporcional a la resistencia del mismo“.

V, I, y R, los parámetros de la ley de Ohm

Potencial EléctricoEl potencial eléctrico o potencial electrostático en un punto, es el trabajo que debe realizar un campo electrostático para mover una carga positiva desde dicho punto hasta el punto de referencia, dividido por unidad de carga de prueba. Dicho de otra forma, es el trabajo que debe realizar una fuerza externa para traer una carga positiva unitaria q desde el punto de referencia hasta el punto considerado en contra de la fuerza eléctrica a velocidad constante.

Campo eléctrico Las cargas no precisan de ningún medio material para influir entre ellas y por ello las fuerzas eléctricas son consideradas fuerzas de acción a distancia. En virtud de ello se recurre al concepto de campo electrostático para facilitar la descripción, en términos físicos, de la influencia que una o más cargas ejercen sobre el espacio que les rodea. El campo eléctrico representa, en cada punto del espacio afectado por la carga, una propiedad local asociada al mismo. Una vez conocido el campo en un punto no es necesario saber qué lo origina para calcular la fuerza sobre una carga u otra propiedad relacionada con él.