Tecnologías Informáticas FUNDAMENTOS FÍSICOS DE LA INFORMÁTICA GRADO I. I. Tecnologías Informáticas Tema 2. Circuitos de corriente continua Prof. Norge Cruz Hernández

Tema 2. Circuitos de corriente continua. (6 horas) 2.1 Introducción 2.2 Densidad e intensidad de corriente eléctrica. 2.3 Ley de Ohm. Resistencias. 2.4 FEM de un generador. Efecto Joule. Relaciones de potencia en un circuito. 2.5 Leyes de Kirchhoff para corriente continua. Circuitos RC.

Bibliografía Clases de teoría: - Física Universitaria, Sears, Zemansky, Young, Freedman ISBN: 970-26-0511-3, Ed. 9 y 11. Clases de problemas: - Boletín de problemas -Problemas de Física General, I. E. Irodov Problemas de Física General, V. Volkenshtein Problemas de Física, S. Kósel Problemas seleccionados de la Física Elemental, B. B. Bújovtsev, V. D. Krívchenkov, G. Ya. Miákishev, I. M. Saráeva. Libros de consulta: Resolución de problemas de física, V.M. Kirílov.

fuente de f.e.m. no conectada a un circuito fuerza electromotriz f.e.m. Es una fuerza que puede tener diferentes orígenes no eléctricos. Se encarga de transportar carga en contra de la caída de potencial Vab. fuente de f.e.m. no conectada a un circuito fuente de f.e.m. ideal está asociada con un proceso de difusión de iones

fuente de f.e.m. ideal en un circuito símbolo de la fuente de f.e.m. en un circuito

fuente de f.e.m. real en un circuito En realidad, la diferencia de potencial Vab (diferencia de tensión) en los bornes de una fuente de f.e.m. no son igual si está conectado a un circuito por donde circula una corriente, que cuando no está conectada. fuente de f.e.m. real La tensión en los bornes de esta batería cuando no está conectada es de 12 V, pero cuando está conectada a la bombilla la tensión en sus bornes es menos de 12 V.

fuente de f.e.m. real en un circuito resistencia interna de una fuente: es la resistencia que ofrece el propio material de la fuente al paso de la corriente eléctrica. a b I a b fuente de f.e.m. ideal fuente de f.e.m. real

símbolos en un circuito Conductor con resistencia insignificante Resistor Fuente de f.e.m. ideal Fuente de f.e.m. con resistencia interna Voltímetro (mide diferencia de potencial) Amperímetro (mide intensidad de corriente) Condensador

uso de voltímetros y amperímetros Se conecta en paralelo al dispositivo que queremos medirle la diferencia de potencial. Se conecta en serie al dispositivo al que le queremos medir la corriente.

energía y potencia en circuitos eléctricos Cuando una carga q pasa a través de un elemento de un circuito (independientemente del elemento que sea) la variación de energía potencial de la carga es: La energía entregada/liberada en la unidad de tiempo (potencia): Una fuente de f.e.m. entregará potencia al circuito. Un resistor recibirá potencia en el circuito.

potencia en un resistor La energía transmitida al resistor se emplea en aumentar el movimiento de las cargas (electrones). Estos, golpean con los átomos del material y transfieren gran parte de su energía. La energía en el resistor se disipa a razón de RI2 (Efecto Joule). En este proceso, el resistor puede aumentar su temperatura, y en algunos casos puede ocurrir su ruptura. Así, cada resistor tiene un límite de potencia de trabajo (potencia nominal).

potencia de salida en una fuente de f.e.m. representa la energía por unidad de carga y unidad de tiempo que se convierte de energía no eléctrica a energía eléctrica en el interior de la f.e.m. representa la energía por unidad de tiempo que se libera en la resistencia interna de la f.e.m.

potencia de entrada en una fuente Este fenómeno ocurre cuando le damos carga a la batería de un coche a partir de un generador potente.

2.5 Leyes de Kirchhoff para corriente continua. Ley de Ohm Circuito eléctrico: camino conductor que forma una espira cerrada, por donde se mueve una corriente eléctrica. ¿Qué ocurre si conectamos varias resistencias en serie y/o en paralelo?

resistores en serie

resistores en paralelo

… queremos calcular la intensidad de un circuito

Las resistencias conectadas en serie consumen menos potencia.

reglas de Kirchhoff Intentemos conocer las corrientes que circulan por cada una de las resistencias en los siguientes circuitos: Nudo (unión): es un punto en un circuito donde se encuentran tres o más conductores. Malla (espira): cualquier camino conductor cerrado.

conservación de la carga Regla de Kirchhoff de los nudos (uniones): la suma algebraica de las corrientes en cualquier nudo es cero. conservación de la carga Regla de Kirchhoff de las mallas (espiras): la suma de las diferencias de potencial en cualquier malla (espira) debe ser cero. conservación de la energía Gustav Robert Kirchhoff físico alemán (1824-1887)

convenios del recorrido de las mallas - + - + - + + - - +

Problemas del boletín F.F.I. Tema 2 (bol2.pdf) Intensidad. Resistencia. Baterías. Problemas 1 - 5