20/11/2011 ELECTROTECNIA

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1 0//0 orriete cotíua EETROTENIA. Elemetos activos. Elemetos pasivos 3. riterio iteracioal de sigos 4. Asociació de elemetos activos 5. Asociació de elemetos pasivos Juaa Molia Elemetos capaces de aportar eergía eléctrica para crear ua diferecia de potecial o tesió, etre dos putos de u circuito. os elemetos activos puede clasificarse e fuetes de tesió y fuetes de itesidad. Estas fuetes puede a su vez ser: Idepedietes: Si su valor o depede de otras variables del circuito. Depedietes: Si su valor depede de otras variables del circuito. Ua fuete idepediete de tesió es u elemeto que proporcioa al circuito ua tesió específica, idepedietemete de la itesidad que pase por ella. la fuete se comporta como u elemeto ideal, si pérdidas. el valor de tesió de la fuete o depede de la corriete que circula. e ellas, además, se cosidera las pérdidas de la propia fuete (la resistecia o impedacia itera) el valor de tesió de la fuete depede de la corriete que circula. 3 4 MAGNITUD EÉTRIA FUNDAMENTA os elemetos pasivos so aquellos que cosume eergía o la almacea. os elemetos pasivos que cosume eergía so las resistecias (resistores). os elemetos pasivos que almacea eergía so los codesadores (capacitores) y las bobias (iductacias). Oposició que ofrece u material al paso de la corriete eléctrica. Su valor se mide e ohmios (Ω). a resistecia de u coductor depede de sus características itrísecas y de sus dimesioes y es directamete proporcioal la logitud del coductor e iversamete proporcioal a su secció: OMPONENTE EETRÓNIO l R S Se defie como la relació de proporcioalidad etre la itesidad de corriete que la atraviesa y la tesió medible etre sus extremos, relació coocida como ley de Ohm. Su valor se mide e ohmios (Ω) R=Resistecia (Ω) ρ=resistividad (Ω mm /m) l=logitud (m) S=secció (mm ) 5 6

2 0//0 A REAIÓN u( i( ES INEA os resistores so compoetes eléctricos/electróicos llamados tambié resistecias. Ua resistecia ideal es u elemeto pasivo que disipa eergía e forma de calor segú la ley de Joule. P = R I Ecuacioes de defiició (modelo ideal) u( R i( i( G u( Facilidad que ofrece u material al paso de la corriete eléctrica. Iversa de la resistecia eléctrica. G = / R Su valor se mide e siemes, S = (Ω - ). 7 8 Al isertar resistores, se modifica los valores de las tesioes y las itesidades de corriete e otros elemetos del circuito. El valor óhmico y la toleracia de alguos tipos de resistecias se suele idicar mediate badas de colores pitadas sobre el cuerpo de la resistecia. 4,50 V,70 V ÓDIGO DE OORES ma ma 9 0 El tamaño de las resistecias o está relacioado co el valor óhmico sio co la potecia que so capaces de disipar si deteriorarse. a potecia que disipa ua resistecia viee dada por la expresió: P = V I = R I 0,5 W 0,5 W W Resistecias de carbó os poteciómetros so resistecias co tres termiales: dos fijos e los extremos y uo móvil cuya posició puede ajustarse maualmete. Poteciómetro Poteciómetros as resistecias cerámicas puede disipar mucha potecia. 7 W Resistecia cerámica Resistecia cerámica

3 0//0 a resistecia eléctrica de ua DR varía depediedo de la catidad de luz que icida sobre su superficie. uato más luz icida meor es su resistecia eléctrica. DRs DR Se utiliza e circuitos detectores de ivel de luz para activació de alarmas, ecedido automático de luces, etc. os termistores so resistecias cuyo valor óhmico varía co la temperatura. Puede ser de dos tipos: NT y PT. E los NT la resistecia dismiuye al aumetar la temperatura. E los PT la resistecia aumeta al aumetar la temperatura. NT PT - tº + tº Se utiliza e circuitos detectores de ivel de calor como alarmas cotra icedios, termostatos de horos y sistemas de calefacció, etc. 3 4 Elemeto pasivo de almaceamieto de eergía U codesador está costituido por dos placas coductoras efretadas, llamadas armaduras, separadas por u material dieléctrico. uado se aplica al codesador ua diferecia de potecial, las placas queda cargadas co polaridades cotrarias, estableciédose u campo eléctrico etre ellas. odesador a relació etre la catidad de carga acumulada y la diferecia de potecial que ha provocado dicha acumulació, determia ua costate que caracteriza a todo codesador, deomiada capacidad. q( u( E el SI la capacidad se mide e Faradios F. Submúltiplos: µf-0-6 / F-0-9 / pf-0 - A REAIÓN u( E u codesador, la tesió u( existete etre sus placas será siempre proporcioal a la carga almaceada e ellas, de forma que: [] q( u( i( NO INEA El valor de u codesador depede exclusivamete de las características costructivas del mismo (superficie de las armaduras, separació etre las mismas y características del dieléctrico). Para obteer la característica I-V del codesador sólo teemos que derivar a ambos lados la ecuació [], obteiédose: dq ( d( [] i( De acuerdo co la ecuació [], cuado u codesador coduzca corriete, su tesió debe variar, ya que su derivada es distita de cero. Si embargo, cuado la tesió es costate, la itesidad a través del codesador siempre es ula, ya que la derivada de ua costate es cero. 5 6 A REAIÓN u( i( NO INEA Si itegramos a ambos lados de la ecuació [], obteemos la siguiete relació: [] i( i( u( i( Por lo tato, se establece como ecuacioes de defiició del codesador, las siguietes: i( De la ecuació de defiició aterior se deduce que si la tesió de u codesador se matiee costate, la itesidad se aula. Este es el comportamieto habitual de u codesador e corriete cotiua; cuado está cargado, el codesador actúa como u iterruptor abierto, aulado la corriete e la rama dode esté coectado. Ecuacioes de defiició de u codesador (modelo ideal, =cte) ircuito de carga y descarga de u codesador a través de ua resistecia de carga i( u( i( Flash carga y descarga () Flash carga y descarga () 7 8 3

4 0//0 Elemeto pasivo de almaceamieto de eergía Ua bobia está costituida por u hilo coductor arrollado u úmero N de vueltas sobre u úcleo de aire u otro material y diseñada especialmete para presetar u cierto coeficiete de autoiducció () cuya uidad de medida es el Herio (H). as pueñas iductacias lleva úcleo de aire y las grades iductacias lleva úcleo de material ferromagético porque preseta ua gra permeabilidad magética. Debido a su coeficiete de autoiducció, [], las bobias preseta ua caída de tesió e boras proporcioal a las variacioes de corriete, ya que se opoe a estas variacioes, freado las subidas y bajadas bruscas. Se deomia autoiducció a la producció de fem e ua bobia, como cosecuecia del aumeto o dismiució de la corriete que circula por ella. Segú la ley de ez, el setido de la corriete iducida será tal que su flujo se opoe a la causa que la produce. a fem de autoiducció sólo se produce mietras está variado la corriete, ya que la variació de la corriete ocasioará la variació del flujo magético Φ que la atraviesa. De la afirmació aterior se deduce que:. Para u flujo Φ costate, o habrá tesió iducida, co lo que para corriete cotiua ua bobia se comporta como u cortocircuito.. Para u flujo Φ variable, habrá ua tesió iducida que podrá ser egativa, positiva o ula, segú aumete, dismiuya o permaezca fija la corriete, co lo que para corriete altera, ua bobia presetará ua compoete resistiva (debida a la resistecia óhmica del coductor arrollado) y ua compoete iductiva (debida a la autoiducció de la bobia). 9 0 A REAIÓN u( i( NO INEA a f.e.m. autoiducida e la iductacia se expresará como: [] u( Si itegramos a ambos lados de la ecuació [], obteemos la siguiete relació: u( i ( u( Por lo tato, se establece como ecuacioes de defiició de la bobia, las siguietes: Elemeto RESISTENIA ONDENSADOR Ecuacioes de defiició Tesió Itesidad u( R i( i( G u( u( i( i( Ecuacioes de defiició de ua bobia (modelo ideal, =cte) u( i ( u( BOBINA u( i ( u( Elemeto RESISTENIA ONDENSADOR BOBINA Ecuació Potecia p ( u( i( R p ( Ri ( Gu ( R p ( u( du ( p ( p ( i( di ( p ( Eergía t w ( R Ri ( t w ( R Gu ( w ( u ( w ( i ( 3 Para represetar las itesidades y tesioes e u circuito eléctrico se admite los siguietes criterios de sigos: a Itesidad de corriete eléctrica idicará el setido de desplazamieto de cargas positivas (criterio debido a los estudios iiciales de Bejamí Frali). O sea, cotrario al movimieto de electroes. De esta maera, la itesidad de corriete eléctrica saldrá por el polo positivo del geerador y etrará por el polo egativo. E el caso de los elemetos pasivos del circuito (Resistecias,..), el termial por dode etre la itesidad de corriete eléctrica será más positivo que por dode salga la itesidad. Debido al cosumo de los elemetos pasivos. a diferecia de potecial eléctrico etre dos putos (ddp), si A tiee mayor potecial (eergía) que B, lo idicaremos co ua flecha idicado el setido de poteciales decrecietes y SIEMPRE u sigo + (A) (B) A B 4 4

5 0//0 as referecia so solamete u criterio de sigos que os permite medir las magitudes. El uso de uas referecias u otras e el estudio de u circuito o afecta al comportamieto real del mismo. 5 6 odesadores e serie Todos los codesadores adquiere igual carga Q Q... Q... Q 7 a tesió total del acoplamieto es igual a la suma de las tesioes e los extremos de cada codesador a capacidad total del acoplamieto es la iversa de la suma de las iversas de las capacidades de cada codesador V V... V... V Q Q Q Q V V Q V Q 8 odesadores e paralelo Bobias e serie a tesió e los extremos de la asociació es igual a la tesió e los extremos de cada codesador ada codesador adquiere ua carga segú su capacidad, siedo la carga total del acoplamieto, la suma de las cargas de cada codesador a capacidad total del acoplamieto es igual a la suma de las capacidades de cada codesador V V... V... V Q Q... Q... Q Q V V... V... V Q V Q V a tesió total del acoplamieto es igual a la suma de las tesioes e los extremos de cada bobia El coeficiete de autoiducció total del acoplamieto es igual a la suma de los coeficietes de autoiducció de cada bobia VV... V... V

6 0//0 Bobias e paralelo a tesió e los extremos de la asociació es igual a la tesió e los extremos de cada bobia El coeficiete de autoiducció total del acoplamieto es la iversa de la suma de las iversas de los coeficietes de autoiducció de cada bobia V V... V... V

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