LEYES BASICAS DE LOS CIRCUITOS ELECTRICOS. Mg. Amancio R. Rojas Flores

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Estefania Silva Iglesias
hace 6 años
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1 LEYES BASICAS DE LOS CIRCUITOS ELECTRICOS Mg. Amancio R. Rojas Flores

2 LEY DE OHM Ohm determino experimentalmente que la corriente en un circuito resistivo es directamente proporcional al voltaje aplicado y inversamente proporcional a esta resistencia, Representación de la ley de ohm grafica 2

3 Circuito abierto Corto circuito Símbolos de voltaje 3

4 Cabe señalar que no todos los resistores cumplen con la ley de ohm A un resistor que cumple con la ley de ohm se le conoce como resistor lineal. Un resistor no lineal no cumple con la ley de ohm, su resistencia varia con la corriente 4

5 Una cantidad útil en el análisis de circuitos el el reciproco de la resistencia R, conocido como conductancia y denotado por G La conductancia es una medida de lo bien que un elemento conducirá corriente eléctrica. La unidad de conductancia es el mho, aunque los ingenieros suelen usar el mho, algunos prefieren utilizar el siemens (S). La unidad de conductancia del SI La propia resistencia puede expresarse en ohms o siemens. Por ejemplo, 10 equivale a 0.1 s

6 RAMAS, NODOS Y LAZOS Una rama representa un solo elemento, como una fuente de tensión o un resistor Un nodo es el punto de conexión entre dos o mas ramas Un lazo es cualquier trayectoria cerrada en un circuito

7 Una red con b ramas, n nodos y l lazos independientes satisfará el teorema fundamental de la topología de redes: Dos o mas elementos están en serie si comparten exclusivamente un solo nodo y conducen en consecuencia la misma corriente Dos o mas elementos están en paralelo si están conectados a los dos mismos nodos y tienen en consecuencia la misma tensión entre sus terminales

8 Ejemplo. Determinar el numero de ramas y nodos en el circuito

9 Hay 7 elementos, una fuente de corriente dependiente, una fuente de voltaje independiente y 5 resistores.por lo tanto -7 ramas -5 nodos

10 Ejemplo Identifique todos los nodos, ramas y lazos independiente en la figura

11 8 nodos 14 ramas ( 4 fuente independientes de voltaje y 10 resistores) 7 lazos independiente b = l + n 1 = = 14

12 LEYES DE KIRCHHOFF La ley de Ohm expresa la relación entre el voltaje y corriente para un resistor. Sin embargo le correspondió a Gustav Robert Kirchhoff (1847),profesor de la universidad de Berlín, el formular dos leyes que relacionan a la corriente con el voltaje en un circuito con dos o mas resistores La primera ley de Kirchhoff se basa en la ley de la conservación de la carga, de acuerdo con la cual la suma algebraica de las cargas dentro de un sistema no puede cambiar. La ley de corriente de Kichhoff (LCK) establece que la suma algebraica de la corrientes que entran en un nodo (o frontera cerrada) es cero Donde N es el numero de ramas conectadas al nodo e i n es la nésima corriente que entra (o sale del nodo).

13 Corrientes en un nodo que ilustran la LCKf Frontera cerrada Aplicación de la LCK a una frontera cerrada Una aplicación simple de la LCK es la combinación de fuentes de corriente en paralelo

14 La ley de tension de Kichhoff (LTK) establece que la suma algebraica de todas las tensiones alrededor de luna trayectoria cerrada (o es cero Donde M es el numero de tensiones ( o el numero de ramas en el lazo) y v m es la la mésima tensión. suma de caídas de tensión = suma de aumentos de tensión Fuentes de tensión en serie

15 Determinar i y v 0 en el circuito de la figura 16V Aplicando la LTK i + 2v i = 0 Por la ley de Ohm v 0 = 6i i 12i = 0 i = 10 A v 0 = 60 V.

16 RESISTORES EN SERIE Y DIVISOR DE TENSION Aplicando la ley de tensiones de Kirchhoff Intercambio de componentes en serie

17 Regla del divisor de tensión Aplicando la LTK En general:

18 Resistencia interna de las fuentes de voltaje a) Fuente ideal de voltaje a) Fuente real de voltaje

19 Baja resistencia interna Alta resistencia interna

20 Diseño de voltímetros Diseño de ohmimetros

21 Efecto de la carga en el Amperímetro Error Error

22 RESISTORES EN PARALELO Y DIVISOR DE CORRIENTE Circuito paralelo simple Elementos en paralelo

23 Resistores en paralelo Aplicando la LCK Para dos resistores en paralelo Para tres resistores en paralelo

24 Regla del divisor de corriente Pero : Remplazando

25 Para el circuito de la figura hallar: a) v 1 y v 2 b) La potencia disipada en los resistores de 3k y 20k c) La potencia suministrada por la fuente de corriente

Análisis de circuitos serie paralelo E1.

26 Análisis de circuitos serie paralelo E1. Encontrar el voltaje V ab en el circuito de la figura. Solución Redibujamos el ckto. Aplicando la regla del divisor de tensión R2 V2 E 50 40V 8. R R V 0V V 1 R 2 R1 R 4 E 100 V1 40V 10. 0V Aplicando la LTK V ab 10.0V 8.0V 2. 0V

27 E2. Considere el circuito de la figura a) Encontrar R T visto de la fuente E b) Calcular I T, I 1 y I 2 c) Determinar los voltajes V 2 y V 4 Solución Redibujamos el ckto. R R R a) R T R T // R4 R T 9

28 b) I T, I 1 y I 2 E 45V I 5. ma T R 9k 00 T I 1 I T ` RT R R 1 2 5mA6 k 4k 6k 3.00mA I 1 I T R R ` T 4 5mA6 k 15k 2.00mA c) De la ley de ohm hallamos V 2 y V 4 V V 2 4 I I 1 2 R R 2 4 3mA4 k 12.0V 2mA15k 30.0V

29 E3. Para el circuito de la figura hallar las corrientes y voltaje indicado Redibujando el ckto. Solución

30 R T I R T R E R El voltaje V ab tiene la misma magnitud que el voltaje del resistor R 2, mas con polaridad negativa (dado que b esta a mas alto potencial que a): 1 R4 // R2 R3 18V 30 1 T 0.600A R2 R3 I1 I A R R R 4 2 R4I1 I A R R R V ab I R (0.200A)(10) 2. 0V 2 2

31 Transformaciones estrella delta En el análisis de circuitos suelen surgir situaciones en las que los resistores no están en paralelo ni en serie. Red puente Dos formas de la misma red a) Y, b) T. Dos formas de la misma red a), b).

32 Conversión delta a estrella Conversión estrella a delta

33 Se dice que las redes Y y están equilibradas cuando R 1 = R 2 = R 3 = R Y R a = R b = R c = R En estas condiciones, las formulas de conversión vienen a ser.

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