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ELEMENTOS DE
CIRCUITOS
BACHILLERES:
AVENCINO STEFANY C.I : 24.528.747
HERRERA SABRINA C.I: 24.747.491
BARINAS, MAYO DE 2015
Elementos de Circuitos.
Circuito Eléctrico: Se denomina circuito eléctrico a una serie de elementos o
componentes eléctricos o electrónicos, tales como resistencias, inductancias,
condensadores, fuentes, y/o dispositivos electrónicos semiconductores, conectados
eléctricamente entre sí con el propósito de generar, transportar o modificar señales
electrónicas o eléctricas.
En cualquier circuito eléctrico sencillo podemos distinguir diferentes tipos de elementos
que cumplen una función determinada y que estudiamos a continuación:
Generadores
Son los elementos encargados de suministrar la energía al circuito, creando una
diferencia de potencial entre sus terminales que permite que circule la corriente eléctrica.
Los elementos que se encargan de esta función son: las pilas, baterías, dinamos y
alternadores.
Conductores
Son materiales que permiten el paso de la corriente eléctrica, por lo que se utilizan como
unión entre los distintos elementos del circuito. Generalmente son cables formados por
hilos de cobre trenzado y recubiertos por un aislante plástico.
Receptores
Son los componentes que reciben la energía eléctrica y la transforman en otras formas
más útiles para nosotros como: movimiento, luz, sonido o calor. Algunos receptores muy
comunes son: las lámparas, motores, estufas, altavoces, electrodomésticos, máquinas,
etc.
Elementos de control
Estos elementos nos permiten maniobrar con el circuito conectando y desconectando
sus diferentes elementos según nuestra voluntad. Los elementos de control más
empleados son los interruptores, pulsadores y conmutadores.
Elementos de protección
Estos elementos tienen la misión de proteger a la instalación y sus usuarios de cualquier
avería que los pueda poner en peligro. Los más empleados son los fusibles y los
interruptores de protección.
Carga Eléctrica
Los átomos están constituidos por un núcleo y una corteza(órbitas) En el núcleo se
encuentran muy firmemente unidos los protones y los neutrones. Los protones tienen carga
positiva y los neutrones no tienen carga. Alrededor del núcleo se encuentran las órbitas
donde se encuentran girando sobre ellas los electrones. Los electrones tienen carga
negativa.Ambas cargas la de los protones(positiva) y la de los electrones(negativa) son
iguales, aunque de signo contrario.
La carga eléctrica elemental es la del electrón. El electrón es la partícula elemental que
lleva la menor carga eléctrica negativa que se puede aislar. Como la carga de un electrón
resulta extremadamente pequeña se toma en el S.I.(Sistema Internacional) para la unidad
de Carga eléctrica el Culombio que equivale a 6,24 10E18 electrones.
Corriente Eléctrica
La electricidad es un fenómeno originado por el movimiento que experimentan los
electrones, partículas de masa muy pequeña que se encuentran entorno al núcleo del
átomo. Decimos que los electrones tienen carga eléctrica negativa (-), mientras que los
protones, situados en el núcleo del átomo, tienen carga positiva (+). Los cuerpos pueden
estar cargados positiva o negativamente como consecuencia del exceso de protones o
electrones.
En determinados materiales, que denominamos conductores, es posible hacer fluir los
electrones de un extremo al otro de los mismos, estableciéndose entonces una corriente
eléctrica.
El camino por el que se desplazan los electrones es lo que denominamos circuito eléctrico,
que podemos definir también como el un conjunto de elementos interconectados que
permiten el paso de la corriente eléctrica.
Diferencia De Potencial
La diferencia de potencial (ddp) es el impulso que necesita una carga eléctrica para que
pueda fluir por el conductor de un circuito eléctrico, esta corriente cesará cuando ambos
puntos igualen su potencial eléctrico.
Si la energía (E) que el generador cede al circuito durante su funcionamiento es
directamente proporcional a su dpp (V) y a la carga, q (C), que pone en movimiento.
Por lo tanto la d.d.p o diferencia de potencial es:
Su unidad en el S.I. es el voltio V:
Potencia Eléctrica
La potencia eléctrica es la relación de paso de energía de un flujo por unidad de tiempo;
es decir, la cantidad de energía entregada o absorbida por un elemento en un tiempo
determinado. La unidad en el Sistema Internacional de Unidades es el vatio (watt).
Cuando una corriente eléctrica fluye en cualquier circuito, puede transferir energía al
hacer un trabajo mecánico o termodinámico. Los dispositivos convierten la energía
eléctrica de muchas maneras útiles, como calor, luz (lámpara incandescente),
movimiento (motor eléctrico), sonido (altavoz) o procesos químicos. La electricidad se
puede producir mecánica o químicamente por la generación de energía eléctrica, o
también por la transformación de la luz en las células fotoeléctricas. Por último, se puede
almacenar químicamente en baterías.
Ley OHM. El ohmio (también ohm) es la unidad de medida de la resistencia que oponen los
materiales al paso de la corriente eléctrica y se representa con el símbolo o letra griega Ω
(omega).
El ohmio se define como la resistencia que ofrece al paso de la corriente eléctrica una
columna de mercurio (Hg) de 106,3 cm de alto, con una sección transversal de 1 mm2, a
una temperatura de 0º Celsius.
Esta ley relaciona los tres componentes que influyen en una corriente eléctrica, como son
la intensidad (I), la diferencia de potencial o tensión (V) y la resistencia (R) que ofrecen los
materiales o conductores.
La Ley de Ohm establece que "la intensidad de la corriente eléctrica que circula por un
conductor eléctrico es directamente proporcional a la diferencia de potencial aplicada e
inversamente proporcional a la resistencia del mismo", se puede expresar
matemáticamente en la siguiente fórmula o ecuación:
donde, empleando unidades del Sistema internacional de Medidas , tenemos que:
I = Intensidad en amperios (A)
V = Diferencia de potencial en voltios (V)
R = Resistencia en ohmios (Ω).
La intensidad (en amperios) de una corriente es igual a la tensión o diferencia de
potencial (en voltios) dividido o partido por la resistencia (en ohmios).
De acuerdo con la “Ley de Ohm”, un ohmio (1 Ω) es el valor que posee una resistencia
eléctrica cuando al conectarse a un circuito eléctrico de un voltio (1 V) de tensión provoca
un flujo o intensidad de corriente de un amperio (1 A).
La resistencia eléctrica, por su parte, se identifica con el símbolo o letra (R) y la fórmula
general (independientemente del tipo de material de que se trate) para despejar su valor
(en su relación con la intensidad y la tensión) derivada de la fórmula general de la Ley de
Ohm, es la siguiente:
La resistencia a una corriente (en ohmios) es igual a la tensión o diferencia de
potencial (en voltios) dividido o partido por la intensidad (en amperios).
Elementos activos y pasivos en
un circuito eléctrico.
Son los elementos que componen un circuito eléctrico.
Los elementos pasivos, son aquellos, que al circular corriente producen una diferencia
de potencial entre sus bornes y disipan potencia en forma de calor (consumen
energía).
Los elementos activos, son dispositivos capaces de generar una tensión o una
corriente (en forma más general un campo eléctrico) y suministrar potencia a una
carga dada (entregan energía).
Estos elementos también se pueden tomar como:
- Elementos activos : La tensión y la corriente tienen igual signo.
- Elementos pasivos : La tensión y la corriente tienen distinto signo.
Diferenciación de los Elementos Activos y Pasivos del
Circuito Eléctrico.
Estudio de la resistencia en función de la temperatura R(T).
Elemento Thermo-Par, como generador de señales eléctricas. Para que una corriente en un conductor se mantenga siempre, es necesario establecer
una diferencia de potencial entre dos puntos. Esto se logra conectando el conductor a
una fuente generadora de corriente, la cual debe consumir otro tipo de energía para que
sea capaz de generar energía eléctrica. Así, la batería consume energía química, el
dinamo consume energía mecánica y ambos son capaces de mantener una diferencia de
potencial.
Las fuentes de corriente o generadoras eléctricos.
Son dispositivos capaces de transformar las diferentes formas de energía química,
mecánica o térmica, en energía eléctrica necesaria para producir la diferencia de
potencial entre dos puntos.
Un generador químico es considerado una pila, e cual la diferencia de potencial entre los
polos es mantenida gracias a reacciones químicas internas que son capaces de liberar
energía que mantiene la diferencia de potencial.
El par termoeléctrico es un generador capaz de trasformar calor en energía eléctrica. Un
uso importante de este generador es dada en la medida y regulación de la temperatura.
Termopar Un termopar (también llamado termocople) es un transductor formado por la unión de
dos metales distintos que produce una diferencia de potencial muy pequeña (del orden
de los milivoltios) que es función de la diferencia de temperatura entre uno de los
extremos denominado «punto caliente» o «unión caliente» o de «medida» y el otro
llamado «punto frío» o «unión fría» o de «referencia» (efecto Seebeck).
Normalmente los termopares industriales están compuestos por un tubo de acero
inoxidable u otro material. En un extremo del tubo está la unión, y en el otro el terminal
eléctrico de los cables, protegido dentro de una caja redonda de aluminio (cabezal).
En instrumentación industrial, los termopares son usados como sensores de
temperatura. Son económicos, intercambiables, tienen conectores estándar y son
capaces de medir un amplio rango de temperaturas. Su principal limitación está en la
exactitud, pues es fácil obtener errores del sistema cuando se trabaja con precisiones
inferiores a un grado Celsius.
El grupo de termopares conectados en serie recibe el nombre de termopila. Tanto los
termopares como las termopilas son muy usados en aplicaciones de calefacción a gas.
