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2 UNIVERSIDAD DIEGO PORTALES Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Industrial ICI-3018 ELECTROTECNIA Y ELECTRONICA Unidad I: Conceptos Generales Clase 4 Circuito Eléctrico, Energía y Potencia

17/08/10 3 CIRCUITO ELÉCTRICO DEF: Circuito eléctrico es una interconexión de elementos eléctricos. Es esencialmente un conducto que facilita la transferencia de carga desde un punto a otro. La cantidad más elemental en un análisis de circuito eléctrico es la “carga eléctrica”. El movimiento de la carga eléctrica da como resultado una transferencia de energía. UNIVERSIDAD DIEGO PORTALES Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Industrial

4 Variables Eléctricas en los Circuitos Carga y Corriente Eléctrica: Voltaje: UNIVERSIDAD DIEGO PORTALES Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Industrial

17/08/10 5 CIRCUITO ELÉCTRICO Hay dos tipos de corriente con las que convivimos diariamente: la corriente alterna (ac) y la corriente directa o continua (dc). Corriente alterna: es aquella cuya magnitud y signo varían en el tiempo. Corriente continua: es aquella cuya magnitud y signo permanecen constantes en el tiempo. UNIVERSIDAD DIEGO PORTALES Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Industrial

17/08/10 6 CIRCUITO ELÉCTRICO ENERGÍA Y POTENCIA La energía, en términos generales, es la capacidad de hacer un trabajo. La energía eléctrica es el resultado de la existencia de una diferencia de potencial entre dos puntos. Por el principio de conservación de la energía sabemos que ésta no desaparece simplemente se transforma o aparece en otro lado. Según esto último, en un circuito, podemos encontrar elementos que suministren energía y otros que absorben energía. UNIVERSIDAD DIEGO PORTALES Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Industrial

17/08/10 7 CIRCUITO ELÉCTRICO Note que: Cuando un elemento está suministrando energía, entra una corriente positiva en la terminal negativa y sale por la terminal positiva. Cuando un elemento está absorbiendo energía, entra una corriente positiva en la terminal positiva y sale por la terminal negativa. La potencia se define como la tasa a la cual se gasta la energía. Se ha definido el voltaje en joule por coulomb. Si suponemos que estamos tratando con una cantidad diferencial de carga y energía, entonces: ; Que es la razón de cambio con respecto al tiempo de la energía o potencia medida en joules por segundo. (Watts) UNIVERSIDAD DIEGO PORTALES Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Industrial

17/08/10 8 CIRCUITO ELÉCTRICO Como en general, el voltaje y la corriente son función del tiempo, el cambio de energía, entre un intervalo de tiempo, puede encontrarse integrando la ecuación anterior: CONVENCIÓN DE SIGNO PASIVA Para determinar el signo de cualquiera de las cantidades involucradas, las variables para la corriente y voltaje deben colocarse como se muestra en la figura siguiente: UNIVERSIDAD DIEGO PORTALES Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Industrial

17/08/10 9 CIRCUITO ELÉCTRICO E v(t) i(t) + - La variable para el voltaje v(t) se define como el voltaje a través del elemento con la referencia positiva en la misma terminal en que la variable de corriente i(t) entra. UNIVERSIDAD DIEGO PORTALES Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Industrial

17/08/10 10 CIRCUITO ELÉCTRICO Note que: Si el signo del producto V x I (Potencia) es positivo, la potencia está siendo absorbida por el elemento. Si el signo del producto V x I (Potencia) es negativo, la potencia está siendo suministrada por el elemento. potencia absorbida = - potencia suministrada Ejemplos: UNIVERSIDAD DIEGO PORTALES Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Industrial

17/08/10 11 CIRCUITO ELÉCTRICO: Voltímetros y Amperímetros Amperimetros: Otro factor que debemos tener en cuenta al conectar un amperímetro es el valor de su resistencia interna. Si dicho valor es comparable o mayor que el de las resistencias del circuito, la introducción del instrumento altera en forma apreciable el valor de la resistencia total y por lo tanto el de la corriente, por lo que la medida realizada de esta forma se aleja mucho del valor que tenía la corriente antes de introducir el instrumento en el circuito. Resistencia interna tendiente a cero UNIVERSIDAD DIEGO PORTALES Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Industrial

17/08/10 12 CIRCUITO ELÉCTRICO: Voltímetros y Amperímetros Voltímetros: Antes de conectar un voltímetro, al igual que en el caso del amperímetro, debemos estimar el valor aproximado del voltaje que vamos a medir, ya que en caso de que éste sea superior al máximo voltaje que puede detectar el instrumento, podemos dañarlo. De la misma forma, otro factor que debemos tener en cuenta al conectar un voltímetro es su resistencia interna. Si esta resistencia es del mismo orden de magnitud que aquella sobre la que vamos a conectar el voltímetro en paralelo, la introducción del instrumento afecta la resistencia total del circuito en forma apreciable, y por lo tanto altera el voltaje que deseamos medir. Resistencia interna tendiente a infinito. UNIVERSIDAD DIEGO PORTALES Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Industrial

13 EJERCICIOS: Carga Eléctrica q(t) y Corriente Eléctrica i(t) Ejercicio Pág.12- Dorf. Sugerencia:Considere alguna de estas ecuaciones UNIVERSIDAD DIEGO PORTALES Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Industrial

14 EJERCICIOS: Carga Eléctrica q(t) y Corriente Eléctrica i(t) Ejercicio Pág.12- Dorf. Sugerencia:Considere alguna de estas ecuaciones UNIVERSIDAD DIEGO PORTALES Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Industrial

15 EJERCICIOS: Carga Eléctrica q(t) y Corriente Eléctrica i(t) Ejercicio Pág.12- Dorf. Sugerencia:1. Considere alguna de estas ecuaciones 2. Tenga presente que i(t) = 0 para t < 0 UNIVERSIDAD DIEGO PORTALES Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Industrial

16 EJERCICIOS: Carga Eléctrica q(t) y Corriente Eléctrica i(t) Ejercicio Pag. 10- Dorf UNIVERSIDAD DIEGO PORTALES Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Industrial

17 Voltaje v(t), La Potencia y la Energía Ejercicio Pag. 18 Dorf Es potencia absorbida o suministrada? Ejercicio Pag. 18 Dorf UNIVERSIDAD DIEGO PORTALES Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Industrial

18 Voltaje v(t), La Potencia y la Energía Ejercicio Pag. 19 Dorf UNIVERSIDAD DIEGO PORTALES Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Industrial

19 FIN UNIVERSIDAD DIEGO PORTALES Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Industrial