Módulo 1. Sesión 1: Circuitos Eléctricos

Transcripción

1 Módulo 1 Sesión 1: Circuitos Eléctricos

2 Electricidad Qué es electricidad? Para qué sirve la electricidad? Términos relacionados: Voltaje Corriente Resistencia Capacitor, etc.

3 Tipos de materiales Conductores Aislantes

4 Voltaje y corriente Voltaje es fuerza, potencia para mover energía. Se mide en Voltios, de la misma manera como la temperatura se mide en Grados Celsius. Corriente es energía en movimiento. Se mide en Amperes.

5 Voltaje y corriente Voltaje Alto Corriente Voltaje Bajo

6 Resistencia Resistencia es todo lo que se opone al flujo de energía, y que la transforma en otro tipo de energía (calórica, cinética, lumínica, etc.). Recordar que la energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma La resistencia se mide en Ohms.

7 Resistencia

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9 Circuito eléctrico Tierra = GND = 0 V = referencia

10 LED Un LED es un elemento que emite luz cuando una corriente eléctrica pasa a través de él.

11 Medidas de seguridad La electricidad puede matar

12 herramientas familiarízate con los siguientes elementos: Protoboard Multímetro Fuente de voltaje Pinzas

13 Multimetro CONTROLES 1.- Control de rango 2.- Botón de retención de datos 3.- Selector de CA, CD o 4.- Entrada para prueba de transistores 5.- Interruptor de función / encendido 6.- Entrada 7.- Entrada COM 8.- Entrada ma 9.- Entrada 10A

14 Primer circuito! Con tu instructor arma el siguiente circuito

15 Circuito en serie Con apoyo de tu instructor arma lo siguiente

16 Circuito en paralelo Arma el siguiente circuito Por qué crees que se necesita una resistencia por cada LED?

17 Ley de Ohm V =R x I V: Voltaje, se mide en Volts (ó Voltios) R: Resistencia, se mide en Ohms I: Corriente, se mide en Ampers (ó Amperios) De la misma manera, para calcular los otros valores: R = V / I I = V / R

18 Ley de Ohm Voltaje = Corriente X Resistencia Corriente = Voltaje / Resistencia Resistencia = Voltaje / Corriente Si un LED necesita Amperes para encender, qué resistencia se requiere en el circuito? Si ponemos una resistencia de 100 Ohms, qué voltaje se requiere para encender el LED?

19 Colores que se asocian al Signo NEGATIVO POSITIVO

20 Cable de conducción Porque los cables tienen un plástico alrededor de ellos? Como cortar y pelar cable?

21 Circuito eléctrico Serie de elementos eléctricos o electrónicos interconectados a través de conductores en uno más lazos cerrados Es cualquier arreglo que permite a la corriente Fluir. Hay una gran cantidad de circuitos y pueden ser tan simples como para encender el foco de tu casa, o tan complicados como hacer funcionar una Lap

22 Que hace que un circuito esté completo Los circuitos deben poseer una fuente y junto con el cable se debe crear una vuelta completa. Si en un circuito no se puede completar ninguna vuelta completa (llamadas Lazos) se le llama Circuito ABIERTO Los circuitos que usaremos en este curso serán en su mayoría Circuitos CERRADOS

23 Fuentes de Voltaje Como definir el valor de voltaje que la fuente nos puede entregar? Tierra eléctrica es lo mismo a tierra física?

24 Usemos el Protoboard!! Compara los valores de 5 resistencias con el programa Yenka y luego mide este valor usando el Multímetro Conecta las diversas resistencias con una fuente de 5 V y mide la corriente. Se cumple la ley de Ohm?

25 Actividad: probar la ley de Ohm Calcular: I =?, si V = 5 V, y R = 330 Ω R =?, si V = 5 V, y I = 10.6 ma V =?, si I = 5 ma, y R = 1 kω

26 LED No se te hacen conocidas? Corriente

27 Aplicaciones

28 DIAGRAMAS

29 Qué es un switch o interruptor?

30 Para que sirven los switches

31 Tipos de Switches

32 Arma lo siguiente

33 Circuitos en Serie La misma corriente fluye de un componente hacia otro. El voltaje se distribuye en los componentes

34 Circuitos en Paralelo Los componentes conectados en paralelo tienen el mismo voltaje La corriente se distribuye en los componentes

35 Resistencia equivalente Cuando se tiene un arreglo de resistencias en serie y/ó paralelo, se pueden convertir en una sola resistencia llamada resistencia equivalente, y se calcula de la siguiente manera: Resistencias en serie: Rab = R1 + R2 Resistencias en paralelo: 1 / Rab = 1/ R1 + 1 / R2

36 Actividad: calcular las resistencias equivalentes Calcular la resistencia equivalente Rab en cada caso, donde: R1 = 150 Ω R2 = 220 Ω R3 = 330 Ω R4 = 680 Ω Probar los resultados en el protoboard. Discutirlos en equipo con su instructor

37 Valores de resistencias comerciales Y sus múltiplos

38 Actividad: diseña nuevas resistencias Vamos a trabajar con las resistencias en múltiplos de 100, es decir: 100, 120, 150, 820. Cómo conectarías las resistencias para obtener una resistencia equivalente de: 250 Ω 165 Ω 315 Ω 275 Ω?

39 Nodos Los nodos son los puntos de unión de los componentes eléctricos. Al nodo de referencia (ó nodo 0) se le llama tierra. Entre dos nodos SIEMPRE existe el mismo voltaje. Normalmente se coloca el signo negativo de los voltajes van a tierra.

40 Voltaje en una resistencia La corriente en una resistencia siempre va del voltaje positivo al negativo. Las magnitudes vienen dadas por la mítica Ley de Ohm. Se escribe Vab si la parte positiva del voltaje está en el nodo A y la parte negativo en el nodo B.

41 Suma de voltajes Si Vab = 10 V, Vbc = 15 V, y Vcd = 7 V, entonces Vad = Vab + Vbc + Vcd = 10 V + 15 V + 7 V = 22 V Vad =?, si Vab = 3 V, Vbc = 4 V, Vcd = 1 V. Vbc =?, si Vad = 13 V, Vab = 5 V, Vcd = 6 V. Vac =?, si Vad = 20 V, Vbc = 7 V, Vcd = 5000 mv. Vcd =?, si Vad = 8 V, Vab = 4 V, Vbc = 5 V. Vbc =?, si Vad = 10 V, Vab = 5 V, Vdc = 3 V. Cuánto es Vaa, Vbb, Vcc y Vdd?

42 Suma de corrientes Si Ia = 1 A, Ib = 3 A, entonces Ic = Ia + Ib = 1 A + 3 A = 4 A Ib =?, si Ic = 7 A, e Ia = 5 A Ia =?, si Ic = 3 A, e Ib = 4 A Ic =?, si Ia = - 1 A, e Ib = 8 A

43 Malla Una malla es un circuito que se puede recorrer sin pasar dos veces por el mismo nodo. La suma de los voltajes de todos los componentes a lo largo de toda una malla es igual a 0 por qué?

44 Actividad: calcula las incógnitas Ia =? Ib =?, Va =? V1 =?, V4 =? Resolverlos teóricamente y probarlos en el protoboard ó en un simulador. Discutir blah blah blah

45 División de voltaje De acuerdo a la ley de Ohm: Req = R1 + R2 + R3 I = Vin / Req V1 = I x R1 Entre más grande sea R1, mayor será V1 y viceversa: V1 α R1 Vin = V1 + V2 + V3

46 Potenciómetro Resistor al que se le puede variar el valor de su resistencia. 5 V Potenciómetro Actividad: cambiar la intensidad de un LED utilizando un potenciómetro.

47 División de corriente La corriente I s (t) se divide en las corrientes que atraviesan las dos conductancias (O resistencias).

48 Capacitores Un capacitor es un elemento que almacena energía eléctrica. Tiene la facultad de ser utilizado como filtro.

49 Inductancias Es un componente que almacena energía en forma de campo magnético.

50 Eléctrico ó electrónico? El término eléctrico se le atribuye a cualquier área que trabaje con potencia ó energía: Ingeniería Eléctrica, Dispositivo Eléctrico, Energía Eléctrica. El término electrónico se le atribuye a cualquier área que trabaje con información: Ingeniería en Electrónica, Dispositivo Electrónico, Señales Electrónicas.