Centro universitario UAEM Zumpango. Ingeniería en Computación. Semestre: Cuarto. Unidad de aprendizaje: Circuitos Eléctricos (L41034)

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1 Centro universitario UAEM Zumpango. Ingeniería en Computación. Semestre: Cuarto Unidad de aprendizaje: Circuitos Eléctricos (L41034) Unidad de Competencia: Unidad 1 TEMA: Leyes de Kirchhoff Docente: M. en C. Valentín Trujillo Mora Zumpango de Ocampo, Marzo de

2 Descripción del m aterial Se present an un m at erial de proyección visual para int roducir con una m ej or perspect iva al alum no, en los t em as de la UA de Cir cuit os Elé ct r icos, del cuart o sem est re de la Licenciatura en I ngeniero en Computación. Con este material se busca que el alumno tenga un m ej or aprendizaj e y fort alezca su comprensión de los temas Leyes de Kirchhoff. 2

3 Just ifica ción La elaboración de est e m at erial es para apoyar m ás en la recopilación de concept os, ideas y teorías de los temas de Leyes de Kirchhoff de la Unidad de Aprendizaj e de: Cir cu it os Eléctricos. El present e m at erial es de apoyo t ant o para el profesor como para el alumno. 3

4 Propósito de la unidad de aprendizaje Conocer la ingeniería de los Circuitos Eléctricos, su estructura, funcionamiento, aplicaciones, sus métodos de análisis y solución. 4

5 Estructura de la Unidad de Aprendizaje Unidad de competencia 1. Conocer la teoría básica de los circuitos relativa a los diversos métodos de análisis y solución, las propiedades, características y estructura de los circuitos eléctricos simples de corriente directa donde se utilicen resistencias, condensadores e inductancias. Unidad de competencia 2. Conocer la estructura de los circuitos básicos de primero y segundo orden, así como la estructura de las redes eléctricas de dos puertos. 5

6 Estructura de la Unidad de Aprendizaje Unidad de competencia 3. Comprender y resolver circuitos bajo excitaciones variables y corriente alterna, interpretar su tipo de respuesta, la influencia de la frecuencia así como los respectivos métodos de análisis. 6

7 Estructura de la Unidad de Aprendizaje Unidad de Competencia 1. Habilidades. Asimilar los conceptos y la teoría dados en clase. Analizar y relacionar los conocimientos obtenidos con sit uaciones reales. Aplicar los conocimientos adquiridos en la solución de problemas teórico prácticos específicos. Aplicar con soltura transformaciones de circuitos eléctricos formados por elementos básicos 7

8 Estructura de la Unidad de Com petencia Unidades Teoría de Semiconductores Ley de Ohm Leyes de Kirchhoff Análisis de nodos Análisis de mallas Transformación de fuentes Linealidad y superposición Teorema de Thevenin Teorema de Norton Fuentes dependientes e independientes Transformación de fuentes Resistencia Condensadores y Capacitancia Inductancia. 8

9 Algunas Definiciones Circuito o Red Eléctrica Son un conjunto de elementos que están interconectados de alguna manera específica. 9

10 Algunas Definiciones NODO: ES UN PUNTO DE UNION DE N ELEM ENTOS (ACTIVOS Ó PASIVOS) DE UN CIRCUITO RAM A: TRAYECTORIA SIM PLE OTRO NODO. QUE CONECTA UN NODO CON CUALQUIER LAZO: CUALQUIER TRAYECTORIA CERRADA ENTRE LOS ELEM ENTOS DE UN CIRCUITO. M ALLA : LAZO QUE NO CONTIENE NINGUN OTRO LAZO DENTRO DE ELLA. 10

11 Algunas Definiciones a,b,c,d,e,f: elementos del circuito (resistencias, capacitores, bobinas, etc.) 6 RAMAS 4 NODOS 11

12 Algunas Definiciones Topología: Geometría Elástica De Distorsión Circuito Planar: Circuito que se puede dibujar en una superficie plana de tal forma que ninguna rama pase por encima o por debajo de ninguna otra 12

13 Algunas Definiciones FUENTES GENERADORAS 13

14 Algunas Definiciones FUENTES GENERADORAS 14

15 Algunas Definiciones FUENTES GENERADORAS 15

16 Algunas Definiciones 16

17 Algunas Definiciones 17

18 Algunas Definiciones Elemento Pasivo: Todo Elemento Que Absorbe Energía Elemento Activo: Todo Elemento Que Entrega Energía Pero En Ciertas Ocasiones Absorben Energía. Elementos Pasivos: Resistencias (R), Capacitores (C) E Inductancias (L), La Corriente (I) Va Del (+) Al (-) En C.D. Y C.A. 18

19 Introducción a Leyes de Kirchhoff DOS EXPERIM ENTOS SE HAN LLAM ADO DE KIRCHOFF KCL, LEY DE KIRCHOFF DE LASCORRIENTES(I 1 + I 2 + I 3 + I 4 + I 5 ) = 0 LA SUM A ALGEBRAICA DE LASCORRIENTESQUE ENTRAN A UN NODO ESIGUAL A 0. KVL, LEY DE LOSVOLTAJES( V AB + V BC + V CD + V DA ) = 0 LA SUM A ALGEBRAICA DE LOS VOLTAJES EN UNA TRAYECTORIA CERRADA ES IGUAL A 0. LEY DE OHM V = R I, I = V / R, R = V / I V R I 19

20 Ley de Kirchhoff de los Voltajes (KVL) La suma algebraica de los voltajes en una trayectoria cerrada es cero 20

21 Ley de Kirchhoff de los Voltajes (KVL) Por la convención de signos para voltajes el potencial mayor es el primero que se pone como letra. Por convención se consideran que en el sentido horario son (+) 21

22 Ley de Kirchhoff de los Voltajes (KVL) 22

23 Ley de Kirchhoff de los Voltajes (KVL) V1 + V2 V3 V4 +V5 = (-15) 5 + V5 = V5 = V5 = 0 V5 = -45 V 23

24 Ley de Kirchhoff de los Voltajes (KVL) 24

25 Ley de Kirchhoff de los Voltajes (KVL) Datos: V6 = 12 V V 20 = 40 V I 20 = 2 A V7 V20 + V6 = 0 V7= V20 - V6 V7= (40 12) = 28 V I7 = (28 / 7) = 4 A V4 =V10 -V7 V4= = -18 V I4 = V4 / 4 = 18 / 4 = -4.5 A 25

26 Ley de Kirchhoff de las Corrientes (KCL) KCL, La suma algebraica de las corrientes (i) que entran en un nodo es igual a la suma algebraica de las corrientes que salen I 1 + I 3 = I 2 + I 4 26

27 Ley de Kirchhoff de las Corrientes (KCL) 27

28 Ley de Kirchhoff de las Corrientes (KCL) a (-). a (+) I = 0 -i = 0 i = 0 -i = 0 i 1-3 = 0-1(-i 1 = - 3) i 1 = 3 A i 1 = 3 A I = 0 b (-). c (-) i 2 = i 3 = i 2 = 0 4 i 3 = 0 i 2 = -1-1(- i 3 = - 4) i 3 = 4 I = 0 d (-) i x = i x = 0 i x =

29 Ley de Kirchhoff de las Corrientes (KCL) GENERALIZACIÓN DE KCL La suma algebraica de las corrientes que entran a cualquier superficie cerrada = 0 29

30 Ley de Kirchhoff de las Corrientes (KCL) i 1 + i 2 +i 3 + i 4 = 0 i 1 = i 5 i 6 i 2 = -i 5 i 8 i 3 = i 8 i 7 i 4 = i 7 + i 6 I = 0 30

31 Ley de Kirchhoff de las Corrientes (KCL) 2 + (-3) 4 I = I = 0-5 I = 0-1 (- I = 5) I = - 5 AM PERES 31

32 Ley de Kirchhoff de las Corrientes (KCL) Algunas Igualdades El voltaje en paralelo es el mismo, y en serie hay caídas de voltaje en cada resistencia (dependiendo de su valor, habrá mayores caídas en resistencias de mayor valor). La corriente en serie es la misma y en paralelo se divide dependiendo del valor de la resistencia, ya que la mayor corriente circula por donde hay menos oposición (una menor resistencia) 32

33 Ley de Kirchhoff de las Corrientes (KCL) Algunas Igualdades 33

34 Ley de Kirchhoff de las Corrientes (KCL) Algunas Igualdades 34

35 Bibliografía 1. Hayt, William H.; Kemmerly, Jack E. Análisis de circuitos en ingeniería Ed. McGraw Hill Interamericana (1993) 5ª Edición/3ª Edición en Español ISBN (Original English ISBN X). 2. Edminister, Joseph E.; Nahvi, Mammood Circuitos eléctricos Ed. McGraw Hill (1987) Madrid ISBN Desoer, Charles. A.; Kuh, Ernest S. Basic circuit theory Ed. McGraw Hill (1969) 15th print (1985) New York ISBN Dorf, Richard C.; Svodoba, James A. Circuitos eléctricos Ed. Alfaomega (2003) 5ª Edición ISBN

36 GRACIAS 36