Elementos de las telecomunicaciones

TEMA 2: CIRCUITOS RECORRIDOS POR CORRIENTE CONTINUA (1).

1. CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA.

La corriente continua (C.C.) no varia con el tiempo ni de magnitud ni de

sentido. Circula únicamente por un circuito cerrado que proporcione a los e - un

paso continuo desde el terminal negativo (-) al positivo (+).

2. LEY DE OHM.

Amperio: intensidad de corriente que circula por un conductor de un

ohmio cuando en sus extremos se aplica un voltio.

ELEMENTOS DE SISTEMAS DE TELECOMUNICACIONES. 1

Entre dos puntos de un circuito, la intensidad de corriente que circula

es directamente proporcional a la tensión existente entre los mismos

e inversamente proporcional a la resistencia que existe entre dichos

puntos:


Ohmio: Resistencia de un conductor cuando al aplicar entre sus

extremos un voltio circula un amperio.

Voltio: tensión que debe existir entre extremos de un conductor de un

ohmio para que circule un amperio.

Ejemplo 1: hallar la intensidad de la corriente que circula por un conductor de 0,08 si entre sus extremos existe una tensión de 10 voltios.

10V 0,081

2

+

-

Ejemplo 2: hallar el valor de la resistencia de un conductor si al aplicarle entre sus extremos 10 V circula una corriente de 4 Amperios.

Ejemplo 3: ¿qué tensión hay que aplicar entre extremos de un conductor de 1 Kohmio para que por ella circule una corriente de 10 mA?.

3. CAIDA DE TENSIÓN.

Dado el circuito:

ELEMENTOS DE SITEMAS DE TELECOMUNICACIONES2


100

12

150V

1 2

+

-

100

12

150V

1 2

+

-

A

V 150V

Si aplicamos la ley de Ohm para averiguar la intensidad que circula por R tenemos:

Sin embargo si cerramos el conmutador indicamos que el voltímetro indica 100V y el amperímetro 1 A. Por lo tanto ha habido una caída de tensión de 50V.

100

12

150V+

- V 100V

A

1A Caída de tensión interna : la corriente también tiene que circular a

través del generador y el interior del generador presenta una resistencia

interna que no hemos tenido en cuenta: RG. Los 50V que han

desaparecido han sido consumidos por la resistencia interna del

generador.


Con el conmutador abierto, medimos la tensión en los bornes del generador y obtenemos un valor de 150V.


100

12150V

RG

12

+

-

V 100V

A

1A

La RG es difícil de medir, pero fácil de calcular: basta dividir la diferencia

entre las tensiones a circuito abierto (CA) y a circuito cerrado (CC) por la

intensidad de corriente a circuito cerrado:

Caída de tensión externa : por la ley de Ohm sabemos que para hacer

circular por los 100 una corriente de 1ª:

se emplean en el circuito exterior.

Podemos comprobar que:

La caída de tensión entre dos puntos es la d.d.p. que debe existir entre

dichos puntos para hacer circular una corriente por la porción de circuito

considerado.

La suma de las caídas de tensión a lo largo de un circuito es igual a la

f.e.m.



En la mayoría de los casos que se presentan en electrónica solo interesa

lo que ocurre en el circuito en funcionamiento. Así que no hace falta conocer la

RG del generador para hallar la tensión entre bornes del mismo y la corriente

que circula. Puede determinarse de la siguiente forma:

Si se dispone de un amperímetro que mide 1ª:

Si se dispone de un voltímetro que mide 100V:

4. CORTOCIRCUITO Y CIRCUITO ABIERTO.

Dos puntos están en cortocircuito cuando la R que los une es

extremadamente pequeña. La intensidad de corriente es muy grande cuando la

R tiende a cero. En tal caso el calore desprendido por efecto Joule es muy

grande y existe peligro de incendio por fusión de los conductores.

Para evitar accidentes, debido a la fusión de los conductores, se utilizan

fusibles, que son hilos o laminas de aleación plomo-estaño con una


La tensión de los generadores se puede expresar de dos

formas:

Como f.e.m., que es la tensión a circuito abierto o sin

carga.

Como d.d.p., entre bornas, tensión a circuito cerrado o

bajo cargas que es la tensión entre dichas bornas con el

circuito cerrado.


temperatura de fusión baja. Se instalan en los circuitos en sitios convenientes y

al fundirse abren el mismo evitando peligro de incendio.

F1

Si un circuito presenta alguna discontinuidad en uno de sus puntos que

impide el paso de la corriente se dice que esta en circuito abierto.

5. CIRCUITOS SERIE.

Un circuito serie es aquel en el que la corriente total, para cerrar su

camino hacia el generador, ha de pasar por cada uno de los componentes del

circuito.

R4

R3

R2R1

BATTERY+

-

La resistencia total de todo el circuito es igual a la suma de las

resistencias.



La corriente es la misma en cualquier punto del circuito.

La suma de las caídas de tensión entre las resistencias es igual a la

tensión aplicada.



R3

270

R2 560

R1

270

22V+

-

A

V

V

V1

2

3

I=0,02A

La caída de tensión en cada una de ellas puede medirse conectando un

voltímetro entre sus extremos o calcularse por la ley de Ohm:

Sabemos que la resistencia total es:

Por lo tanto la intensidad que circula:

Aplicando la ley de Ohm a cada una de las resistencias:

Si sumamos las caídas de tensión parciales:



6. CIRCUITOS PARALELOS O EN DERIVACIÓN.

La corriente del generador, I1 + I2, sale de A y se divide en D: I1 circula

por R1 e I2 por R2 reuniéndose en C. Desde este punto hasta B, y por el

interior del generador, entre B y A, circula de nuevo la corriente total. En la

practica puede existir cualquier numero de caminos o ramas: tales ramas

forman un circuito paralelo o en derivación.

Cuando varias resistencias están conectadas en paralelo, la tensión

aplicada a cada una de ellas es la misma. Podríamos comprobarlo

conectando un voltímetro a cada una de las resistencias y al generador.



La corriente total que circula por un circuito con varias resistencias en

paralelo es igual a la suma de las que circulan por cada una de las

resistencias.

La resistencia efectiva o equivalente del circuito puede calcularse por la

ley de Ohm. Es siempre menor que la menor de las resistencias. Para

una tensión aplicada de 9v y una corriente de 0,2A tenemos:



9VRT 45

+

-

A

B

A

v

IT=0,2A

7. CALCULO DE LA RESISTENCIA EFECTIVA.

Si necesitamos conocer la resistencia efectiva de un circuito paralelo sin

conocer la tensión o la corriente:


Método de las inversas para varias resistencias desiguales:

Método del producto partido por la suma de dos resistencias desiguales:

Método de las resistencias iguales. La resistencia efectiva de varias resistencias iguales agrupadas en paralelo se obtiene dividiendo el valor de una por el numero de las mismas:


8. POTENCIA Y ENERGIA ELECTRICA.

Potencia es el trabajo realizado en un segundo:

Se define el vatio como la potencia consumida entre dos puntos cuando al aplicarles una tensión de un voltio circula una corriente entre los mismos de un amperio.

Ejemplo: ¿qué intensidad puede circular por una resistencia de 100 de 4w de potencia?

Se emplean también:

Como potencia es la velocidad con que se realiza un trabajo, la energía total consumida vendrá dada por:

Comercialmente se utiliza el kilovatio hora, que es la energía consumida en una hora a razón de un kilovatio cada segundo:





ACTIVIDADES:

1. ¿Qué es la resistencia eléctrica?.2. Señala algunos factores que influyan en la resistencia eléctrica.3. ¿Qué es la resistividad?.4. ¿Cuanto vale la resistencia de un hilo de aluminio de 2 Km. de longitud y 2mm 2

de sección?. Resistividad del aluminio = 0,0283 mm2/ m.5. La resistencia de un conductor de cobre es de 100 a 0ºC, ¿cuál es su resistencia

a 50ºC?.acobre=0,004276. ¿Qué colores utilizaríamos para indicar las siguientes resistencias:

100 10 1M 500 180 1k 390 6k8 4k7

7. ¿Qué corriente circula por un conductor que tiene una resistencia de 6 si se le aplica una tensión de 48v?.

8. ¿Cuál es la resistencia de una lámpara eléctrica por la que circula una corriente de 1A cuando se aplica una tensión de 110v?.

9. ¿Cuántos voltios son necesarios para producir una corriente de 1,5A a través de un timbre eléctrico cuya resistencia es de 6?.

10. ¿Qué se entiende por caída de tensión entre dos puntos?.11. ¿Por qué la tensión entre bornas de un generador no es la misma a circuito

abierto que a circuito cerrado?.12. ¿De cuantas formas se puede expresar la tensión de un generador?.13. ¿Cuándo existe cortocircuito entre dos puntos de un circuito eléctrico?.14. Hallar los valores de las magnitudes que se indican en los circuitos siguientes:

RT, I1, I2, E2, suma de las caídas de tensión

R1 120

R2

470

E12V+

-

E1, E3, I3, R2, R3.



R3

R2

ET60V

R1

100+

- IT=0,5A

E2=2V15. En la figura siguiente aparecen 3 lámparas y una batería. Conecta las lámparas

en serie con la batería. Si cada filamento tiene una resistencia de 20 y están fabricados para que circule por ella una corriente de 0,3A , ¿cuál debe ser la tensión de la batería?.

LAMP1 LAMP2 LAMP3

+ -

16. Deducir en el circuito de la figura la resistencia que conectada al generador produzca el mismo efecto que las tres que aparecen en el circuito.

R3100

R2150

R112016V

-

+

17. Deducir del esquema el valor de las corrientes que circulan por cada resistencia, las caídas de tensión en las mismas y el valor de la resistencia equivalente del conjunto.

R3180

R2180

R1

10

10V

-

+

18. En la figura siguiente aparecen 3 lámparas y una batería. Conecta las lámparas en paralelo con la batería. Si cada filamento tiene una resistencia de 20 y están



fabricados para que circule por ella una corriente de 0,3A , ¿cuál debe ser la tensión de la batería?.

LAMP1 LAMP2 LAMP3

+ -

19. Deducir de la figura reproducida los siguientes valores: Caída de tensión en RA. RA. RE. Caída de tensión en RC. Corriente que circula por RD. RC. Corriente que circula por RB.

20. Deducir para cada uno de los circuitos siguientes los valores que se indican:

RT, IT, IA, IB, IC, ID, caída de tensión en cada rama.

RD56

RA68E=12V

RB47

RC82

-

+

RT, IB, IC, ID, RD, RA, I3.



EA, EB, ED, IB, ID, RC.

EA, EC, RB, IC, IE, EE, ED, RD.


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