Generador, Receptor, Conductor Elementos de maniobra Símbolos eléctricos Circuito serie y Circuito Paralelo Caída de tensión en un receptor La corriente en los circuitos serie y paralelo Características de los circuitos serie y paralelo

Consiste en un conjunto de elementos u operadores que, unidos entre sí, permiten establecer una corriente entre dos puntos, llamados polos o bornes, para aprovechar la energía eléctrica. Todo circuito eléctrico se compone de los siguientes elementos mínimos:  generador  receptor  conductor.

son los elementos que proveen al circuito de la necesaria diferencia de cargas entre sus dos polos o bornes y que, además, son capaces de mantenerla eficazmente durante el funcionamiento del circuito.

son los elementos encargados de convertir la energía eléctrica en otro tipo de energía útil de manera directa, como la lumínica, la mecánica (movimiento), calorífica, etc.

son los elementos que nos sirven para conectar todos los demás elementos que forman el circuito. Con ellos estableceremos el camino que deban recorrer los electrones desde el polo negativo hasta el positivo del generador.

permiten, de manera fácil, manipular el paso de la corriente.  El interruptor  los conmutadores y pulsadores

GENERADORES Generador símbolo general Se usa cuando no se sabe qué tipo de corriente alimenta el circuito. Generador corriente alterna Se usa cuando la corriente en el circuito es alterna. Generador corriente continua Se usa cuando la corriente en el circuito es continua sin especificar el tipo de fuente. Pila La alimentación es una pila. Batería La alimentación es una batería.

RECEPTORES Bombilla/lámpara Un número a su lado indica el valor de la resistencia. MotorMotor eléctrico de corriente continua. ResistenciaPuede ser una resistencia o un receptor cualquiera. Resistencia (2) Otra forma de representar la resistencia. Diodo LEDNo es un elemento eléctrico sino electrónico, pero lo usaremos en los proyectos. Es similar a una bombilla de color.

ELEMENTOS DE MANIOBRA InterruptorPermite cerrar o abrir el paso de la corriente en el circuito ConmutadorPermite dirigir el paso de la corriente entre dos ramas diferentes de un circuito. Pulsador NA(Normalmente Abierto) permite cerrar el circuito mientras se mantiene pulsado. Pulsador NC(Normalmente Cerrado) permite abrir el circuito mientras se mantiene pulsado.

circuito en el que la corriente eléctrica solo tiene un solo camino para llegar al punto de partida, sin importar los elementos intermedios. En el caso concreto de solo arreglos de resistencias la corriente eléctrica es la misma en todos los puntos del circuito.

Dos o más resistencias en serie (que les atraviesa la misma intensidad) es equivalente a una única resistencia cuyo valor es igual a la suma de las resistencias. RT = R1 + R2 = La corriente en serie es la misma en el circuito, mientras que el voltaje varia dependiendo de la carga.

Circuito serie: La resistencia equivalente para este circuito abierto de resistencias en serie es el siguiente:

 La cantidad de electrones que pasan por un punto es la misma en cualquier punto.  La corriente (I) a través de los elementos de un circuito en serie es siempre la misma.

 El voltaje aplicado por la fuente, en un circuito en serie se distribuye en cada una de las cargas.  El voltaje en cada resistencia se denomina caída de voltaje.

 Teniendo en cuenta la ley de ohm V=IR.  Observe que la suma de los voltajes sobre cada carga es igual al voltaje suministrado por la fuente.

 La corriente en un circuito es igual al voltaje suministrado por la fuente sobre la resistencia total o equivalente (R T ó R EQ )  En un circuito en serie, la resistencia total es igual a la suma individual de cada una de las resistencias

La corriente en un circuito en serie se calcula de la siguiente manera:

 1. Resistencias Iguales:  2. Resistencias Diferentes: “La Resistencia Total o Equivalente de un Circuito en Serie, siempre es mayor a cada una de las resistencias del Circuito”

cada receptor conectado a la fuente de alimentación lo está de forma independiente al resto; cada uno tiene su propia línea, aunque haya parte de esa línea que sea común a todos. Para conectar un nuevo receptor en paralelo, añadiremos una nueva línea conectada a los terminales de las líneas que ya hay en el circuito.

 Cargas conectadas simultáneamente a los terminales de la fuente de alimentación.  Las cargas y alambres de conexión (Conductores) a la fuente se denominan ramas.  Los puntos de conexión de las ramas con la fuente se denominan, nodos.

 Existe mas de una trayectoria para la circulación de la corriente  Si el circuito se abre o se rompe en cualquier punto de una rama, todas las demás ramas continúan operando normalmente.  Utilizado para operar bombillas y electrodomésticos a un mismo voltaje, así como desconectarlos independientemente

El voltaje aplicado a todas las cargas es el mismo. En la figura la caída de voltaje sobre R1 (V1), R2 (V2) y R3 (V3), son idénticas e iguales al voltaje de alimentación. Es decir V1=V2=V3=VT= 6V

 La corriente total se reparte en las ramas.  A través de cada carga circula una corriente (I1, I2 o I3, cuyo valor depende de la resistencia respectiva (R1, R2 o R3) y del voltaje aplicado.

 Según la ley de ohm, la corriente a través de cualquier carga es igual a la relación entre el voltaje aplicado y su resistencia  La suma de las corrientes a través de cada resistencias es igual a la corriente entregada por la fuente.  Al conectar mas cargas en paralelo aumenta la corriente, este es el origen de las sobrecargas

Cuando tenemos dos o más resistencias en paralelo (que soportan la misma tensión), pueden ser sustituidas por una resistencia equivalente, como se ve en el dibujo: el valor de esa resistencia equivalente (RT) lo conseguimos mediante esta expresión: La corriente en un circuito con resistencias en paralelo varia dependiendo de la carga, mientras que el voltaje permanece igual.

 La corriente total entregada por la fuente depende de la Resistencia Total o Equivalente (R T ó R EQ )  Para obtenerla existen las formas:  Si el circuito esta formado por solo dos resistencias (R1 y R2)  Si el circuito está formado por resistencias iguales:

 Si el circuito tiene mas de dos resistencias diferentes: “La Resistencia total o equivalente de un grupo de resistencias conectadas en paralelo es siempre MENOR que la menor de las resistencias involucradas”

Circuito Paralelo: En este caso las resistencias se encuentran una en frente de la otra. Lo cual la corriente que pasa por cada resistencia puede ser diferente. La resistencia equivalente para este circuito abierto de resistencias en paralelo es el siguiente: Circuito paralelo de resistencias.

En un circuito resistivo mixto podemos encontrarnos conjuntos de resistencias en serie con conjuntos de resistencias en paralelo. Las resistencias que están en serie se suman y las que están en paralelo se resuelve el paralelo hasta obtener la resistencia total del circuito.

Circuito serie - paralelo: Es una combinación de un circuito serie con un circuito paralelo. La resistencia equivalente para este circuito se puede buscar fácilmente reduciendo el tamaño del circuito o el numero de resistores de derecha a izquierda, por ejemplo:

Cuando tenemos más de un receptor conectado en serie en un circuito, si medimos los voltios en los extremos de cada uno de los receptores podemos ver que la medida no es la misma si aquellos tienen resistencias diferentes. La medida de los voltios en los extremos de cada receptor la llamamos caída de tensión.

Para distinguir un circuito en serie de otro en paralelo consiste en imaginar circulación de los electrones a través de uno de los receptores: si para que regresen a la pila atravesando el receptor, los electrones tienen que atravesar otro receptor, el circuito está en serie; si los electrones llegan atravesando sólo el receptor seleccionado, el circuito está en paralelo.

SerieParalelo ResistenciaAumenta al incorporar receptoresDisminuye al incorporar receptores Caída de tensión Cada receptor tiene la suya, que aumenta con su resistencia. La suma de todas las caídas es igual a la tensión de la pila. Es la misma para cada uno de los receptores, e igual a la de la fuente. Intensidad Es la misma en todos los receptores e igual a la general en el circuito. Cuantos más receptores, menor será la corriente que circule. Cada receptor es atravesado por una corriente independiente, menor cuanto mayor resistencia. La intensidad total es la suma de las intensidades individuales. Será, pues, mayor cuanto más receptores tengamos en el circuito.

SerieParalelo Cálculos

En el circuito de la figura sabemos que la pila es de 4'5 V, y las lámparas tienen una resistencia de R1= 60 Ω y R2= 30 Ω. Se pide: 1.Dibujar el esquema del circuito; 2.calcular la resistencia total o equivalente del circuito, la intensidad de corriente que circulará por él cuando se cierre el interruptor y las caídas de tensión en cada una de las bombillas

En el circuito de la figura sabemos que la pila es de 4'5V, y las lámparas son de 60Ω y 30Ω, respectivamente. Calcular: 1. La intensidad en cada rama del circuito, la intensidad total que circulará y la resistencia equivalente. 2. Dibujar el esquema del circuito.

 Es la combinación de circuitos en serie y paralelo, para que por unas cargas circule la misma corriente y otras el mismo voltaje, respectivamente.  En un circuito mixto un grupo de resistencias en serie forman una CADENA, y un grupo de resistencias en paralelo forman un BANCO.

 La corriente total del circuito depende de la resistencia total o equivalente.  Si el circuito está conformado por bancos conectados en serie, se deben desarrollar primero las resistencias equivalentes de los bancos.

 Desarrollo del Ejercicio de un Circuito Mixto:

Si el circuito está formado por cadenas de resistencias conectadas en paralelo, deben terminarse primero las resistencias equivalentes de las cadenas

Si el circuito está formado por bancos de resistencias en serie y cadenas de resistencias en paralelo, se comienza por reducir las ramas mas alejadas de la fuente.

Para determinar las corrientes y voltajes en un circuito mixto, primero se calcula la resistencia total y la corriente total. El análisis se hace desde la fuente hacia las cargas.

Si aplicamos un voltaje de 100 V al circuito anterior quedaría:

La potencia eléctrica, (P), es la tasa (velocidad) de producción o consumo de energía, como la potencia de un generador o la potencia disipada en una lámpara. La energía se expresa en joules (J) y la potencia se mide en watts (W) o con frecuencia en kilowatts (kW), donde: 1 W = 1 J / s 1 kW = 1000 W El consumo de energía eléctrica por lo general se mide en kilowatts–hora (kWh), el cual se define como el consumo de un artefacto de 1000 W de potencia durante una hora. Otras unidades para expresar la potencia eléctrica: Caballos fuerza (hp) y la Unidad Térmica Británica (BTU). 1 hp = 746 W 1 W = 3.41 BTU/h

La ley de Watt, establece que la potencia en un aparato eléctrico se puede determinar mediante la siguiente fórmula: Es decir, si se conoce el voltaje aplicado y la intensidad de corriente que circula por el circuito, se puede calcular la potencia desarrollada en el equipo.

 Voltaje = Corriente x Resistencia   Corriente = Voltaje / Resistencia   Resistencia = Voltaje / Corriente   Potencia = Voltaje x Corriente   Potencia = Corriente x Corriente x Resistencia   Potencia = Voltaje x Voltaje / Resistencia   Conductancia = 1 / Resistencia

Ley de Kirchhoff VOLTAJE CORRIENTE

 Malla: en un circuito es cualquier camino cerrado.  Nudo: punto en el cual dos o más elementos tienen una conexión común o es el punto en el que concurren más de dos ramas. En un nodo confluyen varias corrientes. En el circuito de la imagen están los dos nodos B y E  Rama: cada uno de los terminales o cables que conforman el circuito. El contorno de la malla esta formado por ramas. Ejemplo: EFAB, BE y BCDE

1.Se localizan los nudos, y las ramas. 2.Se elige un sentido de circulación de corriente en cada rama arbitrariamente. 3.Se fija en cada malla un sentido de recorrido arbitrario, que no tiene por qué ser el mismo en todas las mallas. En el ejemplo se ha escogido el sentido de las agujas del reloj para ambas. Cuando recorramos una malla en el sentido previamente elegido, las intensidades que circulan por cada una de las ramas la consideraremos positiva si va en el mismo sentido en que recorremos la malla y negativo si va en sentido opuesto.

4.Para evitar confusiones en la resolución de circuitos y trabajar con más comodidad y seguridad basta con que en cada generador (pila) se dibuje una flecha que vaya del polo negativo al positivo. De esta forma cuando recorramos la malla, en el sentido elegido, las flechas de los generadores que vayan en el mismo sentido en que nos movemos serán voltajes positivos y los que vayan en sentido opuesto serán negativos. 5.Así como el voltaje y la intensidad pueden ser positivas o negativas, la resistencia no tiene signo, es siempre positiva.

La suma de corrientes entrantes en un nodo es igual a la suma de corrientes salientes del nodo. I1 = I2 + I3 + I4

La suma algebraica de las corrientes en cualquier nodo del circuito es igual a cero.

La suma de las caídas de tensiones de todos los componentes de una malla cerrada debe ser igual a cero.

Es una herramienta matemática que sirve para encontrar el voltaje en cada resistencia de un circuito serie, sin la necesidad de hallar o conocer previamente el valor numérico de la corriente. V1 V2 V

V1 V2V

I T I 1 I 2

Es una herramienta que sirve para encontrar la corriente en cada resistencia de un circuito paralelo, conociendo previamente el valor numérico de la corriente total del circuito. I T I 1 I 2

El que aprende y aprende y no practica lo que aprende, es como el que ara y ara y nunca siembra. Platon Nada se aprende sin un poco de trabajo. Santa Teresa de Jesús Vive como si fueras a morir mañana. Aprende como si fueras a vivir siempre. Mohandas Karamchand Gandhi