MANEJO DE CIRCUITOS ELECTRICOS

MANEJO DE CIRCUITOS

ELECTRICOS

ACADEMIA DE ELECTROMECÁNICA INDUSTRIAL

SEGUNDO SEMESTRE

Este cuadernillo de Manejos Circuitos Eléctricos, de segundo semestre, fue desarrollado y aprobado por los

docentes de la academia de Electromecánica Industrial y la jefatura de Formación Técnica del plantel Conalep

FELIPE BENICIO MARTÍNEZ CHAPA

Aprobación Director General del CONALEP FELIPE BENICIO MARTINEZ CHAPA

Víctor Israel González Alcantar

Aprobado

Martha Delia Chávez González

Ma. Pilar Almonaci Valadez

Ana Lourdes Barajas Pérez

Francisco Daniel Carrillo Hernández

Revisión

Martha Delia Chávez González

Ma. Pilar Almonaci Valadez

Ana Lourdes Barajas Pérez

Francisco Daniel Carrillo Hernández

Autores

Aurelio Ramírez- Conalep Felipe B. Martínez Chapa

MAPA DEL MODULO

NOMBRE DEL MODULO UNIDAD DE APRENDIZAJE RESULTADO DE APRENDIZAJE

MANEJOS DE CIRCUITOS

ELECTRICOS.

2. Manejo de circuitos

resistivos, inductivos y

capacitivos.

2.1 Maneja circuitos eléctricos resistivos, en la verificación de equipos.

2.2 Maneja circuitos eléctricos inductivos, en

la verificación de equipos.

2.3 Maneja circuitos eléctricos capacitivos, en la verificación de equipos.

3. Manejo de circuitos RL,

RC y RLC.

3.1 Maneja circuitos eléctricos RL, RC y RLC,

en la verificación de equipos.

3.2 Aplica las leyes de Kirchhoff, en la solución de problemas en circuitos eléctricos

UNIDAD 2

MANEJO DE CIRCUITOS

RESISTIVOS, INDUCTIVOS Y

CAPACITIVOS.

¿Qué es la energía eléctrica?

Desde el principio, éste manual nos permite conocer qué tipo de energía vamos a manejar y en este curso es la electricidad, y se define como sigue:

Parte de la Física que estudia el movimiento de los electrones. Es el conjunto de fenómenos Físicos derivados del efecto producido por la separación o

movimiento de los electrones y que se manifiestan por las fuerzas de atracción o repulsión entre cargas eléctricas.

A partir del desarrollo de la electricidad, se observó un notable requerimiento del uso de esta energía, para el alumbrado, y para otros usos, por lo que se estableció la necesidad de producir grandes volúmenes y los medios prácticos para su distribución, y así fue como dio inicio la utilización de las instalaciones eléctricas con diferentes aplicaciones, pero con un propósito, el de satisfacer una necesidad.

Las instalaciones eléctricas, presentan distintos grados de complejidad, dependiendo del lugar que ocupen dentro del conjunto de la propia instalación y de la función que deben desempeñar, como, por ejemplo; los casos más simples, las instalaciones eléctricas en casas habitación, en oficinas, en locales comerciales, en los talleres y en los edificios en que a simple vista se observan sus componentes, como las salidas para lámparas, los apagadores y los toma corriente.

Un circuito eléctrico, en su forma más simple consta de una fuente de energía, puede ser una batería (corriente continua) o un generador (corriente alterna), de uno o varios dispositivos de consumo, utilizando estos la corriente suministrada por la fuente y transportando esta corriente a través de conductores eléctricos.

De manera general, podemos decir, que para utilizar la energía eléctrica es necesario que exista un “Circuito Eléctrico”.

Mas información: https://energia-nuclear.net/energia/energia-electrica

https://energia-nuclear.net/energia/energia-electrica

ACTIVIDAD 1.

El alumno realizara un mapa mental sobre la energía eléctrica.

Maneja circuitos eléctricos resistivos, en la verificación de equipos.

La ley de ohm: En el siglo XIX, un físico Alemán; George Simón Ohm, descubrió en el año de 1827 que la corriente en un circuito de corriente contínua tenía una variación y presentó el resultado de sus experimentos con circuitos eléctricos sencillos de la forma siguiente: La corriente es directamente proporcional al voltaje e inversamente proporcional a la resistencia.

Estableciendo la siguiente relación:

I = Corriente (amperes) V = Voltaje (voltios) R = Resistencia (ohms)

3.7.- EL VOLTAJE

I = V / R

La ley de ohm es muy útil si deseamos calcular el voltaje “V”, (si conocemos la corriente y la resistencia). De la regla anterior

podemos aplicar la siguiente relación

V = I x R

De esta relación se tienen las siguientes definiciones:

VOLTAJE: Es la fuerza con que se mueven los electrones.

VOLTAJE: La presión requerida para forzar “UN” amperio a través de la resistencia de “UN” ohm.

VOLTAJE: La diferencia de potencial obtenida entre “DOS” terminales, una negativa y la otra positiva.

Conociendo las definiciones anteriores y las fórmulas que resultan, podemos realizar a continuación un sencillo cálculo del

voltaje en un circuito.

Ejemplo No. 1.6.- Cual es el valor del voltaje en el circuito, si a través de éste pasa una corriente de I = 6 amperes y tiene una

resistencia R = 20 ohms, elabore un croquis eléctrico.

V = I x R = 6 x 20 = 120 volt

3.8.- EL AMPERAJE

La ley de ohm es muy útil si deseamos calcular el amperaje o la corriente “I”, (si conocemos el voltaje y su resistencia). De la

regla anterior podemos aplicar la siguiente relaciónI = V / R


CORRIENTE: Es el flujo de electrones por segundo.

CORRIENTE: La cantidad de electrones que fluirá a través de “UN” ohm, bajo la presión de “UN” voltio.

Conociendo las definiciones anteriores y las fórmulas que resultan, podemos realizar a continuación un sencillo cálculo de la

corriente en un circuito.

Ejemplo No. 2.6.- Cual es el valor de la corriente en el circuito, si está conectado a un voltaje V = 120 voltios, y tiene una

resistencia R = 60 ohms elabore un croquis eléctrico.

I = V / R = 120 / 60 = 2 amperes

3.9.- LA RESISTENCIA

La ley de ohm es muy útil si deseamos calcular una resistencia “R”, (si conocemos el voltaje y la corriente) De la regla

anterior podemos aplicar la siguiente relación:

R = V / I


RESISTENCIA: Es la oposición al paso de la corriente.

RESISTENCIA: Es la resistencia a través de cual “UN” voltio, forzará a “UN” amperio.

Conociendo las definiciones anteriores y las fórmulas que resultan, podemos realizar a continuación un sencillo cálculo

de la resistencia en un circuito.

Ejemplo No. 3.6.- Cual es el valor de la resistencia en el circuito, si está conectado a un voltaje V = 220 voltios, y pasa

una corriente I = 10 amperios, elabore un croquis eléctrico.

R = V / I = 220 / 10 = 22 ohm

Colegio de Educación Profesional Técnica del Estado de Guanajuato

ORGANISMO PÚBLICO DESCENTRALIZADO DEL GOBIERNO DEL ESTADO DE GUANAJUATO

Plantel Felipe Benicio Martínez Chapa “León I”

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ACTIVDAD 2.

Resolver los siguientes ejercicios encontrar os parámetros que te piden.

1-.

2-.




Pág. 10

3-.

4-.




Pág. 11

UNIDAD 3

MANEJO DE CIRCUITOS RL,RC Y RCL.




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CIRCUITOS RL.

Los circuitos RL son aquellos que contienen una bobina (inductor) que tiene autoinductancia, esto

quiere circuito puesto que se considera mucho menor a la del inductor.decir que evita cambios instantáneos

en la corriente. Siempre se desprecia la autoinductancia en el resto del circuito puesto que se considera

mucho menor a la del inductor.

Para un tiempo igual a cero, la corriente comenzará a crecer y el inductor producirá igualmente una fuerza

electromotriz en sentido contrario, lo cual hará que la corriente no aumente. A esto se le conoce como

fuerza contraelectromotriz.

Esta fem está dada por: V = -L (inductancia) dI/dt

Debido a que la corriente aumentará con el tiempo, el cambio será positivo (dI/dt) y la tensión será negativa

al haber una caída de la misma en el inductor.

Según kirchhoff: V = (IR) + [L (dI / dt)]

IR = Caída de voltaje a través de la resistencia.

Esta es una ecuación diferencial y se puede hacer la sustitución:

x = (V/R) – I es decir; dx = -dI

Sustituyendo en la ecuación: x + [(L/R)(dx/dt)] = 0

dx/x = - (R/L) dt

Integrando: ln (x/xo) = -(R/L) t

Despejando x: x = xo e –Rt / L

Debido a que xo = V/R

El tiempo es cero

Y corriente cero V/R – I = V/R e –Rt / L I = (V/R) (1 - e –Rt / L)

El tiempo del circuito está representado por t = L/R

I = (V/R) (1 – e – 1/t)

Donde para un tiempo infinito, á I = V/R. Y se puede considerar entonces el cambio de la corriente en el

tiempo como cero.

Para verificar la ecuación que implica a t y a I, se deriva una vez y se reemplaza en la inicial: dI/dt = V/L e –

1/t

Se sustituye: V = (IR) + [L (dI / dt)]

V = [ (V/R) (1 – e – 1/t)R + (L V/ L e – 1/t)]

V – V e – 1/t = V – V e – 1/t




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CIRCUITOS RC.

Los circuitos RC son circuitos que están compuestos por una resistencia y un condensador. Se caracteriza por que la corriente puede variar con el tiempo. Cuando el tiempo es igual a cero, el condensador está descargado, en el momento que empieza a correr el tiempo, el condensador comienza a cargarse ya que hay una corriente en el circuito. Debido al espacio entre las placas del condensador, en el circuito no circula corriente, es por eso que se utiliza una resistencia.

Cuando el condensador se carga completamente, la corriente en el circuito es igual a cero.

La segunda regla de Kirchoff dice: V = (IR) - (q/C)

Donde q/C es la diferencia de potencial en el condensador.

En un tiempo igual a cero, la corriente será: I = V/R cuando el condensador no se ha cargado.

Cuando el condensador se ha cargado completamente, la

corriente es cero y la carga será igual a: Q = CV.

CIRCUITOS RCL.

Debemos considerar ahora aquellos circuitos RCL en los que se introducen fuentes de c– c que producen respuestas forzadas, las cuales no se desvanecen cuando el tiempo se hace infinito. La solución general se obtiene por el mismo procedimiento seguido para los circuitos RL y RC: la respuesta forzada se determina completamente, la respuesta natural se obtiene en una forma funcional adecuada que contiene el número apropiado de constantes arbitrarias, la repuesta completa se escribe como suma de las repuestas forzada y natural y por último se determina y aplican las condiciones iniciales a las respuesta completa para hallar los valores de las constantes. En consecuencia, aunque básicamente la determinación de las condiciones para un circuito que contenga fuentes de c – c no es diferente para los circuitos. La repuesta completa de un sistema de segundo orden, consta de una repuesta forzada, que para una exitación de c – c es constante, vf (t) = vf Y una repuesta natural: vn(t) = Aes1t + Bes 2t . Por tanto, v(f)= vf + Aes1t + Bes 2t

Supondremos ahora que ya ha sido determinadas s1, s2 y vf a partir del circuito, quedan por hallar A y B la última ecuación muestra la interdependencia funcional de A, B, v y t , y la sustitución del valor conocidode v para t = 0+ proporciona por tanto, una , nosecuación que relacione Ay B. Es necesario otra

relación entre A y B y ésta se obtiene normalmente tomando la derivada de la repuesta e introduciendo en ella el valor conocido de dv/dt para t = 0+. dv/dt = 0 + s1Aes1t + s2Bes 2t Resta determinar los valores de v y dv/ dt para t = 0+, como ic = C dvc / dt, debemos reconocer la relación entre valor inicial de dv/dt y el valor inicial de la corriente de algún condensador. El objetivo es hallar el valor de cada una de las corrientes y tensiones tanto t=0- como para t=0+; conociendo estas cantidades los valores la derivadas requeridas pueden calcular fácilmente. La corriente constante que pasa por la bobina exige una tensión cero a través de ella, vL(0 -) = 0. Y una tensión constante a través del condensador exige que pase por el una corriente cero, iC(0 -) =0.




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ACTIVIDAD 3.

El alumno realizara un mapa conceptual sobre loa circuitos RL,RC Y RCL.




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Fuentes:


http://circuitosrcl.blogspot.com/

http://tecnologiapirineos.blogspot.com/2012/03/electricidad-circuitos-resistivos.html


http://circuitosrcl.blogspot.com/

http://tecnologiapirineos.blogspot.com/2012/03/electricidad-circuitos-resistivos.html

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