+ - R = fem. 4.3 Fuentes de energía eléctrica. Batería real. Batería ideal

Transcripción

1 4.3 Fuenes de enegía elécica Las fuenes de enegía elécica son los disposiivos capaces de manene una difeencia de poencial VV V ene dos punos (polo posiivo o cáodo y polo negaivo o ánodo). Eso se consigue ansfomando po ejemplo enegía química (pilas o baeías) o enegía mecánica (geneadoes) en enegía elécica. Esos disposiivos se caaceizan po el abajo ealizado paa lleva la unidad de caga desde un polo al oo, ese abajo iene el confuso nombe de fueza elecomoiz (). Baeía ideal V V Poencia sumisada / V V Baeía eal Poencia sumisada V /( ) Las baeía eales además ienen una duabilidad limiada y la poencia suminisada acaba disminuyendo con el uso La duabilidad de una baeía se mide en ampeioshoa (Ah c/s 36s 36c), que es la caga oal Q eóica que puede suminisa. Si se iene en cuena la de la baeía, la enegía máxima que suminisa es Qx. Sin embago cuando queda poca caga la eal disminuye dásicamene.

2 4.4 eglas de Kichhoff Aunque las elaciones ene las vaiables de los cicuios elécicos son muy simples, esos cicuios pueden se basanes complejos. Deemina las coespondienes ecuaciones ene las vaiables del cicuio acaba siendo muy lioso. Las eglas de Kichhoff pueden se muy úiles paa simplificanos el poceso de obene las ecuaciones buscadas (lo mejo es, una vez enendido el poblema, usa el sofwae exisenes): Nodo: conexión de 3 o más coienes. Malla: ualquie cicuio ceado. ª egla: la suma de las inensidades de coiene en un nodo debe se nula. ª egla: la suma de caídas de poencial en una malla debe se nula. Ejemplo pácico: a 3 Posibles mallas. V 4 V a) Se nomban odos los elemenos del cicuio:,,, V, Se nomban los nodos: a,b,. b) Se nomban (,, ) y asignan las diecciones de las inensidades de coiene. Esas úlimas se oman cualesquiea; si alguna diección ha sido eóneamene elegida se sabá al final po ene un valo negaivo. V a b V 3 b V 3 V

3 c) Se esciben las ecuaciones esulanes de la ª egla: Nodo a: Nodo b: 3 3 (edundane) d) Se esciben las ecuaciones esulanes de la ª egla eligiendo abiaiamene una de las dos diecciones posibles paa ecoe la malla, aquí hay que ene cuidado con los signos: V a b V 3 V Malla azul: 3 4 V3 V Malla vede: 3 V V3 3 4 on las es ecuaciones obenidas con las eglas de Kichhoff se obienen las es inensidades esulados numéicos paa Ω, 4Ω, 4Ω, Ω V 9V, V 6V, V3 V.5A,.5A, 3.A La diección de esa inensidad ha sido incoecamene asumida: el esulado es el coeco salvo su senido.

4 4.5 Apaaos de medida Paa medi algo siempe se inefiee en lo que se mide, po lo ano los disposiivos de medida deben conecase de foma que modifiquen lo mínimo posible lo que se vaya a medi. Las siguienes descipciones coesponden a las ideas más simples paa medi ΔV, y. alvanómeo: Es un disposiivo diseñado paa que la lecua de su escala sea popocional a la inensidad de la coiene que cicula po una bobina, esa iene asociada una esisencia,, de valo gande. Volímeo: alvanómeo con una esisencia gande en seie. Sive paa medi V ene dos punos de un cicuio po los que pasa una inensidad y iene una esisencia. oneca el volímeo en PAALELO es equivalene a inoduci una esisencia en paalelo ( ). Paa modifica lo mínimo posible la difeencia de poencial que se quiee medi, la esisencia del volímeo ( ) debe se lo más gande posible de al manea que la esisencia equivalene sea lo más póxima a la del cicuio inicial. on una esisencia en seie con la del galvanómeo se obiene una oal suficienemene gande. La equivalene es po ano: ( ) ( ) equiv equiv V La difeencia de poencial medida es: o que cuando pase una coiene galva maque el poencial V ( ) gavanome, así se egula el paa

5 Ampeímeo: alvanómeo con una esisencia pequeña en paalelo (esisencia shun) oneca el ampeímeo en SEE es equivalene a inoduci una esisencia en seie. Paa modifica lo mínimo posible la inensidad que se quiee medi, la esisencia del ampeímeo debe se lo más pequeña posible y así modifica lo mínimo la inensidad que se mide. La esisencia del galvanómeo es gande peo con una esisencia en paalelo (shun) pequeña la esisencia equivalene se apoxima a la shun y po ano es pequeña que es lo deseado. equiv equiv V shun shun Ohmímeo: alvanómeo con una esisencia y una baeía en seie. La esisencia se fija paa que en coocicuio (esisencia exena nula) la inensidad del galvanómeo sea la máxima acepable. En la escala se fija el ceo de esisencia en vez de el máximo de inensidad. on sucesivas esisencias de mayo valo se obienen inensidades de menoes, de esa manea se deemina la escala de esisencias. La esisencia medida es: ( )

6 4.6 aga y descaga de un condensado (cicuio ) En cualquie insane después de ceado el cicuio se veifica que: q ( ) dq d q( ) q ( ) / /τ q( ) ( e ) Q( e ) dq d e / e / τ dq( ) d Q τ / Q q() () es el iempo caaceísico de caga (o descaga) de un condensado: iempo paa que se haya cagado (o descagado) en un (e)% 63.%

7 Q q() () En el poceso de descaga, con el cicuio ceado y una caga inicial de Q, se supime la : Q dq d q q() q( ) Q e /τ Q / τ ( ) e τ Q τ " ( )" Popiedades ineesanes del condensado