Download 2.02 circuitos eléctricos (1)

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CIRCUITOS ELÉCTRICOS DE
ELECTROSTÁTICA
CORRIENTE CONTINUA
OBJETIVOS
1.COMPRENDER EL CONCEPTO DE
CIRCUITO ELÉCTRICO Y LAS
RELACIONES ENTRE TODAS LAS
MAGNITUDES ELÉCTRICAS QUE
EN ÉL INTERVIENEN.
2. APLICAR LA LEY DE OHM EN LA
RESOLUCIÓN DE CIRCUITOS
ELÉCTRICOS TANTO EN SERIE Y
PARALELO COMO EN
CONEXIONES MIXTAS “SERIEPARALELO”.
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CIRCUITOS ELÉCTRICOS: SIMBOLOGÍA
PILA
BATERÍA
RESISTENCIA
AMPOLLETA
INTERRUPTOR
CONDUCTOR
AMPERÍMETRO
VOLTÍMETRO
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FUENTES DE ENERGÍA ELÉCTRICA
O FUENTES DE VOLTAJE
DE
VOLTAJE
CONTINUO
DE
VOLTAJE
ALTERNO
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VOLTAJE Y SU MEDICIÓN
VOLTÍMETRO
SE CONECTA EN PARALELO
LA UNIDAD DE MEDIDA ES DEL VOLTAJE
ES EL VOLT (V), EN HONOR A
ALESSANDRO VOLTA, INVENTOR DE LA
PILA
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CIRCUITOS ELÉCTRICOS: CONEXIÓN DE FUENTES
FORMAS DE CONECTAR FUENTES DE VOLTAJE
4,5 (V)
……………………………………………………………………………………………
EN SERIE:
EL VOLTAJE TOTAL ES LA SUMA DE LOS
VOLTAJES DE CADA UNA DE LAS FUENTES
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CIRCUITOS ELÉCTRICOS: CONEXIÓN DE FUENTES
FORMAS DE CONECTAR FUENTES DE VOLTAJE
EN PARALELO:
EL VOLTAJE TOTAL ENTREGADO
POR EL CONJUNTO DE FUENTES
ES IGUAL AL DE UNA SOLA DE
ELLAS
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1,5 V
COMPONENTES ELEMENTALES
DE UN CIRCUITO ELÉCTRICO
1. UNA FUENTE (E) DE FUERZA
ELECTROMOTRIZ (FEM).
2.FLUJO DE CORRIENTE (I) DE
ELECTRONES POR ALAMBRES
CONDUCTORES.
3. RESISTENCIA (R)
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FUNCION DE CADA COMPONENTE
ELEMENTAL
1. FUENTE DE FEM: Suministra la Energía
necesaria a los electrones para que recorran el
circuito
2. ALAMBRES CONDUCTORES: Permiten que
los electrones sean portadores de la Energía.
3.RESISTENCIA: “Consume” la energía que
proporciona la fuente de Fem y la transforma
en energía útil.
ACERCA DE
FUENTES DE FEM
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CIRCUITOS ELÉCTRICOS: COMPONENTES
COMPONENTES DE UN CIRCUITO Y SUS FUNCIONES
CIRCUITO ABIERTO: NO PERMITE EL
DESPLAZAMIENTO DE CARGAS
CIRCUITO CERRADO: PERMITE EL
DESPLAZAMIENTO DE CARGAS
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CIRCUITO ELEMENTAL
¿QUÉ TIENEN EN COMÚN LA FUENTE DE VOLTAJE, LA
AMPOLLETA Y LOS ALAMBRES CONDUCTORES?
TODOS POSEEN RESISTENCIA ELÉCTRICA
(R)
 LA RESISTENCIA ELÉCTRICA ES LA DIFICULTAD
QUE PRESENTAN LOS MATERIALES AL PASO DE
LOS ELECTRONES A TRAVÉS DE ELLOS.
 SE EXPREESA EN LA UNIDAD OHM (  )
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CIRCUITOS ELÉCTRICOS: EN SERIE
 LA CORRIENTE DISPONE DE UN SOLO
CAMINO POR DONDE CIRCULAR.
 SI ÉSTE SE INTERRUMPE NO PUEDE
CIRCULAR (SE ABRE EL CIRCUITO)
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CIRCUITOS ELÉCTRICOS: EN PARALELO
 LA CORRIENTE DISPONE DE 2 Ó MÁS CAMINOS
PARA CIRCULAR.
 SI UNO DE ELLOS SE INTERRUMPE NO SE VE
AFECTADO EL FUNCIONAMIENTO DE LOS DEMÁS.
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EJERCITACIÓN
LA ANIMACIÓN MUESTRA LA FUNCIÓN CUMPLIDA POR UN
ELEMENTO DEL CIRCUITO. ¿DE QUÉ ELEMENTO SE TRATA?
¿QUÉ ANALOGÍA SE HACE EN LA ANIMACIÓN?
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EJERCITACIÓN
EN CADA UNO DE LOS CIRCUITOS SIGUIENTES, DE
MANTENERSE ABIERTO EL (LOS) INTERRUPTOR(ES);
¿QUÉ AMPOLLETA PERMANECE ENCENDIDA?
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AL DESPEJAR DE LA EXPRESIÓN
SE OBTIENE:
SE PUEDE CONCLUIR, ENTONCES, QUE PARA
UN VOLTAJE CONSTANTE:
• LA INTENSIDAD DE LA CORRIENTE ES
INVERSAMENTE PROPORCIONAL A LA RESISTENCIA
POR LO TANTO:
- A MAYOR R , MENOR i
- A MENOR R , MAYOR i
EN LOS CIRCUITOS ELÉCTRICOS SE UTILIZAN
RESISTORES (RESISTENCIAS) PARA REGULAR LA
CORRIENTE CIRCULANTE
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CIRCUITOS DE RESISTENCIAS
ELÉCTRICAS
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CIRCUITO DE RESISTENCIAS
EN SERIE
R = R1 + R2 + R3 + . . .
i = i1 = i2 = i3 = . . .
LA INTENSIDAD
TOTAL DE LA CORRIENTE ES LA MISMA
INTENSIDAD QUE RECORRE CADA RESISTENCIA
V = V1 + V2 + V3 + . . . LA SUMA
DE LOS VOLTAJES INDIVIDUALES EQUIVALE AL
VOLTAJE TOTAL .
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CIRCUITO DE RESISTENCIAS
EN SERIE
MAYOR
R
MENOR
i
INCONVENIENTE:
SE QUEMA ( O SE DESCONECTA) UNA
AMPOLLETA Y SE APAGAN TODAS
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CIRCUITO DE RESISTENCIAS
EN PARALELO
1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + …
i = i1 + i2 + i3 + …
LA SUMA DE LAS
INTENSIDADES INDIVIDUALES EQUIVALE A LA
INTENSIDAD TOTAL
V = V1 = V2 = V3 = …
EL VOLTAJE
TOTAL ES IGUAL A CADA UNO DE LOS
VOLTAJES INDIVIDUALES.
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CIRCUITO DE RESISTENCIAS
EN PARALELO
MENOR
R
MAYOR
i
INCONVENIENTE:
AL AUMENTAR MUCHO i APARECE EL
RIESGO DE RECALENTAMIENTO
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DIVISION DE CORRIENTE EN
RESISTENCIAS EN PARALELO
I = I1 + I2 + . . . + I n
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CIRCUITOS ELÉCTRICOS
Circuito eléctrico simple
compuesto por una bombilla
incandescente conectada a una
fuente de FEM doméstica
Circuito eléctrico
complejo integrado por
componentes
electrónicos.
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FUNCIONAMIENTO DEL
CIRCUITO ELÉCTRICO
El funcionamiento de un circuito eléctrico es
siempre el mismo ya sea éste simple o complejo:
 El voltaje, tensión o diferencia de potencial (V)
que suministra la fuente de fuerza electromotriz
(FEM) a un circuito se caracteriza por tener
normalmente un valor fijo. En dependencia de la
mayor o menor resistencia en ohm () que
encuentre el flujo de corriente de electrones al
recorrer el circuito, así será su intensidad en
ampere (A).
 Una vez que la corriente de electrones logra
vencer la resistencia (R) que ofrece a su paso el
consumidor conectado al circuito, retorna a la
fuente de fuerza electromotriz por su polo positivo
(sentido físico). El flujo de corriente eléctrica o de
electrones se mantendrá circulando por el circuito
hasta tanto no se accione el interruptor que
permite detenerlo.
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ELEMENTOS ADICIONALES
DE UN CIRCUITO ELÉCTRICO
PARA QUE UN CIRCUITO ELÉCTRICO SE CONSIDERE
COMPLETO, ADEMÁS DE INCLUIR LA IMPRESCINDIBLE
TENSIÓN O VOLTAJE QUE PROPORCIONA LA FUENTE
DE FEM Y TENER CONECTADA UNA CARGA O
RESISTENCIA, GENERALMENTE SE LE INCORPORA
TAMBIÉN OTROS ELEMENTOS ADICIONALES COMO,
POR EJEMPLO:
 UN INTERRUPTOR: PERMITE QUE CIRCULE LA
CORRIENTE (AL CERRARLO) Y QUE DEJE DE
CIRCULAR (AL ABRIRLO).
 UN FUSIBLE : LO PROTEJE DE CORTOCIRCUITOS.
1.Fuente de FEM (batería).
2.Resistencia ( lámpara).
3.Flujo de la corriente
eléctrica.
4.Interruptor.
5.Fusible.
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EL CORTOCIRCUITO
SENTIDO FÍSICO:
Cortocircuito producido por la
unión accidental de dos cables o
conductores de polaridades
diferentes.
Si por casualidad en un circuito eléctrico se unen accidentalmente
los extremos o cualquier parte metálica de dos conductores de
diferente polaridad que hayan perdido su recubrimiento aislante, la
resistencia en el circuito se anula y el equilibrio que proporciona la
Ley de Ohm se pierde.
El resultado se traduce en una elevación brusca de la intensidad de
la corriente, un incremento violentamente excesivo de calor en el
cable y la producción de lo que se denomina “cortocircuito”.
La temperatura que produce el incremento de la intensidad de
corriente es tan grande que puede llegar a derretir el forro aislante
de los cables o conductores, quemar el dispositivo o equipo de que
se trate si éste se produce en su interior, o llegar, incluso, a producir
un incendio.
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CORTOCIRCUITO: PROTECCIÓN
Para proteger los circuitos eléctricos de los
“cortocircuitos” existen diferentes dispositivos de
protección. El más común es el fusible.
FUSIBLE: Dispositivo que normalmente posee en su
interior una lámina metálica o un hilo de metal fusible
como, por ejemplo, plomo
Cuando el fusible tiene que soportar la elevación brusca
de una corriente, superior a la que puede resistir en
condiciones normales de trabajo, el hilo o la lámina se
funde y el circuito se abre inmediatamente,
protegiéndolo de que surjan males mayores.
Diferentes tipos de fusibles
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CORTOCIRCUITO: PROTECCIÓN
INTERRUPTOR AUTOMÁTICO DE PROTECCIÓN
CONTRA CORTOCIRCUITOS:
Cuando los circuitos están protegidos por uno de
éstos, una vez que queda resuelta la avería que
ocasionó que se abriera el circuito, solamente
será necesario accionar su palanquita, tal como
se hace con cualquier interruptor común, y se
restablecerá de nuevo el suministro de corriente.
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NORMAS DE SEGURIDAD:
EL PROBADOR DE FASE
Lámpara de Neón que se encuentra incorporada dentro del cabo
plástico de un destornillador. Si al tocar cualquier punto de conexión
o extremo de un cable desnudo con la punta del destornillador se
enciende la lámpara, será una señal de que ahí hay corriente eléctrica
todavía. Para que la lámpara se encienda cuando hay corriente
debemos tocar también con el dedo índice el extremo metálico del
mango del destornillador.
Siempre es recomendable comprobar después que hayamos
desconectado la línea de suministro eléctrico, que no llega ya la
corriente al lugar donde vamos a trabajar utilizando para ello.
Cuando se trata de reparar un equipo eléctrico o un electrodoméstico
cualquiera, la primera precaución que será necesario tomar es
desconectarlo de su enchufe a la corriente eléctrica antes de
proceder a abrirlo.
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RESISTOR DE RESISTENCIA VARIABLE
REÓSTATO
CURSOR
EL CURSOR PERMITE CAMBIAR LA
RESISTENCIA DEL DISPOSITIVO
SEGÚN SE DESPLACE HACIA LA
DERECHA O HACIA LA IZQUIERDA
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RESISTENCIAS VARIABLES: REÓSTATO
APLICACIONES:
PLANCHAS, ESTUFAS, etc.
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RESISTENCIAS VARIABLES: POTENCIÓMETRO
APLICACIÓN:
VOLUMEN DE
RADIORRECEPTORES
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FUENTES DE FUERZA
ELECTROMOTRIZ
FUENTES DE FEM
FEM

FUERZA ELECTROMOTRIZ
ENERGÍA ENTREGADA POR LA FUENTE A
CADA UNIDAD DE CARGA PARA QUE
RECORRA ÍNTEGRAMENTE EL CIRCUITO
 = E/Q
UNIDAD S.I.: 1(J) / 1(C) = 1 (V)
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FUENTES DE FEM
GENERADOR
es
“TODO DISPOSITIVO QUE TRANSFORMA
ENERGÍA QUIMICA, MECANICA O DE OTRA
CLASE EN ENERGÍA ELÉCTRICA “
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FUENTES
DE FEM
PILAS
GENERADOR QUÍMICO
Transforma energía producida en ciertas
reacciones químicas, en energía eléctrica
capaz de mantener una diferencia de
potencial constante entre sus polos o
bornes.
PILAS
BATERÍAS
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FUENTE DE
FEM: BATERÍA
PILAS
BATERÍA DE PLOMO Y SU INTERIOR
• ánodo de plomo
• un cátodo de óxido de plomo
• ácido sulfúrico como medio
electrolítico.
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FUENTE DE FEM: PILA SECA
Esquema de una de las primeras baterías eléctricas de Volta.
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FUENTE DE FEM: PILA SECA
GHJL
(Pasta: Dióxido de
manganeso)
ELECTRODOS
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FUENTE DE FEM: PILA SECA
GHJL
Por medio de una
reacción química la
cubierta de zinc atrae
electrones y se carga
negativamente
(cátodo) y el carbón
pierde electrones y se
carga positivamente
(ánodo).
La tensión producida
por una pila es constante y al aplicarla
sobre un circuito eléctrico produce una
C.C. El proceso químico no se presenta por
tiempo indefinido, sino que después de
algún tiempo deja de tener efecto (Se nota
porque su voltaje va disminuyendo). Esta es la
causa de que las pilas tengan una vida
finita.
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CLASIFICACIÓN DE PILAS
PILAS
PRIMARIAS
SECUNDARIAS
NO SON
RECARGABLES
SON
RECARGABLES
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PILAS PRIMARIAS
.
1. Pila seca
- Pila de zinc
- Alcalina
No se pueden volver a cargar. Estas se
descargan aún cuando no se utilicen.
Hay pilas tubulares (1.5 voltios) y construidas
por capas. Por ej. la batería de 9 voltios que
está compuesta de varios elementos (capas) de
1.5 voltios en serie
2. Pila de mercurio
- Tiene una vida útil más larga que la pila seca
y el suministro de voltaje es más estable
- Son más pequeñas
- Utilizadas en audífonos, aparatos compactos
3. Pila alcalina
- Tiene gran duración
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GHJL PILAS SECUNDARIAS
1.Pila alcalina de Niquel - Cadmio
Son compactas, pueden suministrar bastante
corriente y tienen un voltaje estable
2. Pila de plomo
Muy utilizada en la industria automotriz
Hay pilas que se conectan en serie y se
llaman acumuladores. Ejemplo: las baterías
de uso automotriz.
Los parámetros principales de una pila o
batería son
- Tensión entre sus terminales (bornes)
- Capacidad amperios - hora
Si dos pilas o baterías se conectan en serie,
la de corriente del conjunto es la misma y
el voltaje se suma
Si dos pilas o baterías se colocan en
paralelo, tienen el mismo voltaje pero
mayor capacidad de corriente
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FUENTES DE FEM:
GENERALIDADES
PARÁMETROS PRINCIPALES DE UNA PILA O
BATERÍA
1)Tensión entre sus terminales (bornes)
2) Capacidad amperios – hora.
Si dos pilas o baterías se conectan en
serie, el voltaje se suma.
Si dos pilas o baterías se colocan en
paralelo, tienen el mismo voltaje pero
mayor capacidad de corriente
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PILAS
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FUENTES DE FEM
VER FUNCIONAMIENTO EN:
www.consumer.es/web/es/economia_dome
stica/infografias/swf/pilas.swf
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FUENTES
DE FEM
PILAS
Pila de Níquel
abierta
Batería de
celular
Pila Botón
abierta
Proceso químico de
la Pila
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FUENTE DE
FEM: BATERÍA
PILAS
Batería de Plomo y su interior
Funcionamiento de la pila- Movimiento
electrolítico
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FUENTE DE FEM EN CIRCUITO
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