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Copy of Circuitos Electricos

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mario alexander arenas agudelo

on 25 January 2013

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ingeniería electrónica III Circuitos Eléctricos Cualquier red lineal (con fuentes independientes) puede sustituirse, respecto a dos terminales A y B, por una fuente de tensión ETh en serie con una resistencia RTh, siendo: 
La tensión ETh el valor de la ddp entre los terminales A y B cuando se aísla la red lineal del resto del circuito (ddp entre A y B en circuito abierto).
La resistencia RTh es la resistencia vista desde los terminales A y B, y se determina cortocircuitando todas las fuentes de tensión, y sustituyendo por circuitos abiertos las fuentes de corriente. TEOREMA DE THEVENIN & NORTON Este teorema establece que el efecto dos o más fuentes de voltaje tienen sobre una resistencia es igual, a la suma de cada uno de los efectos de cada fuente tomados por separado, sustituyendo todas las fuentes de voltaje restantes por un corto circuito.

El teorema de superposición ayuda a encontrar:

“Valores de tensión, en una posición de un circuito, que tiene mas de una fuente de tensión.”

“Valores de corriente, en un circuito con más de una fuente de tensión.” TEOREMA DE SUPERPOSICIÓN INTRODUCCIÓN A LA ELECTRICIDAD Se denomina corriente alterna a la corriente eléctrica en la que la magnitud y el sentido varían cíclicamente. La forma de oscilación de la corriente alterna más comúnmente utilizada es la de una oscilación sinusoidal, puesto que se consigue una transmisión más eficiente de la energía.

La variación de la tensión con el tiempo puede tener diferentes formas: senoidal (la forma fundamental y mas frecuente en casi todas las aplicaciones de electrotecnia); triangular; cuadrada; trapezoidal; etc..si bien estas otras formas de onda no sinusoidales son mas frecuentes en aplicaciones electrónicas. CORRIENTE ALTERNA GRÁFICA CORRIENTE ALTERNA CORRIENTE CONTINUA Es continua toda corriente que mantenga siempre la misma polaridad. También cuando los electrones se mueven siempre en el mismo sentido, el flujo se denomina corriente continua y va del polo positivo al negativo. PRINCIPALES SÍMBOLOS ELÉCTRICOS UNIDADES DE MEDIDA VOLTIO (V):
Medida de diferencia de tensión entre un punto y otro, lo cual hace que la corriente eléctrica se mueva del sitio de más tensión al de menos. Se ha impuesto el voltaje de 220 V, aunque sigue siendo muy utilizado el de 120V.

AMPERIO (A):
Mide la intensidad o dicho de otra forma la cantidad de corriente por segundo en un punto de un circuito eléctrico.

VATIO (W):
Unidad de potencia. Indica el consumo de los aparatos.

KILOVATIO/HORA (Kw):
Unidad que mide la energía consumida. A mayor consumo tenga un aparato indicará mayor cantidad de Kw.

RESISTENCIA (OHMIO):
Es toda oposición que encuentra la corriente a su paso por un circuito eléctrico cerrado. Hallar el voltaje Vo en el circuito de la figura: EJEMPLO EFECTO FUENTE DE VOLTAJE: EFECTO FUENTE DE CORRIENTE: Solución del ejercicio:

Vo= Vo1 + Vo2

1.) a) -10 +2Io1- 0.5Vo1 +Io1+ Vo1= 0 -10 + 2(Vo1/4)- 0.5Vo1+ Vo1/4 + Vo1=0

b) Vo1= 4Io1 = Io1= Vo1/4 -10 + 5/4Vo1=0 Vo1= 8v Continuación ejercicio:

2.) -4+ 2Io2 – 0.5Vo2+ 1Io2 + Vo2=0 -4+ 2(Vo2/4) – 0.5 Vo2 + Vo2/4 + Vo2=0


Vo2= 4Io2= Vo2/4 -4 + 5/4Vo2=0 Vo2= 3.2V


Vo= Vo1+ Vo2 = 8V+ 3.2V= 11.2 V EJEMPLO POTENCIA ELÉCTRICA La potencia es la cantidad de energía entregada o absorbida en un determinado tiempo.

P = V.I
P=V2/R
P = I2*R Fuentes de voltaje controladas por corriente(FVCC): r es la ganancia de la FVCC, r=volt/ampere. FUENTES CONTROLADAS Fuente de voltaje controlada por voltaje (FVCV): b es la ganancia de la FVCV, las unidades de b son volt/volt. Fuente de corriente controlada por corriente (FCCC): d es la ganancia de la FCCC, las unidades de d son Ampere/Ampere. Fuente de corriente controlada por voltaje (FCCV): g es la ganancia de la FCCV, las unidades de g son Ampere/volt. Fuente de corriente controlada por corriente (FCCC): d es la ganancia de la FCCC, las unidades de d son Ampere/Ampere. Fuente de corriente controlada por voltaje (FCCV): g es la ganancia de la FCCV, las unidades de g son Ampere/volt. Nodo principal: Es un punto a donde llegan tres o mas elementos de circuito. LEYES DE KIRCHOFT LEY DE CORRIENTES 1- “la suma de las corrientes que llegan a un nodo principal es 0, considerando positivas las que llegan y negativas las que salen ”
2- “la suma algebraica de las corrientes que llegan un nodo principal es 0 (sumatoria de las corrientes que llegan=la al sumatorias de las que salen)”.
∑ i llegan= ∑ i salen
i1+i3+i4=i2
∑ algebraica=0
i1+i3+i4-i2=0 LEY DE VOLTAJES La suma algebraica de los voltajes a través de un campo cerrado es 0, considerando positivas las elevaciones y negativas las caídas. -V1+V2+V3=0 NODOS a- En el circuito dado, a cada nodo le asignamos un voltaje de nodo, y escogemos un nodo de referencia al cual le asignamos un voltaje de 0.
b- Se procura en lo posible que el circuito solo tenga fuentes de corriente.
c- Se plantea en cada nodo (n-1 nodo) ecuaciones de L.C.K.
d- Las ecuaciones resultantes se convierten en ecuaciones de voltaje de nodo. Calcular V1 y V2: Nodo 1= -3A+0,5V1+0,2(V1-V2)
Nodo 2= 0,2(V2-V1)+1V2+(-2A)… V1= 5V Y V2= 2,5V Cuando la fuente de voltaje esta entre 2 nodos principales diferentes al de referencia. SUPER NODOS Halla V1, V2 y V3… nodo 2 y 3 = supernodo
Nodo 1= 3(V1-V2)+4(V1-V3)+8+3=0
Nodo 2 y 3(supernodo)= 3(V2-V1)+1V2+5V3-2-3+4(V3-V1)=0

V1=-4,5V
V2=-15,5V
V3= 6,5V TRANSFORMACIONES Paso de Y a Δ:
Ra=(R1*R2+R1*R3+R2*R3)/R3
Rb=(R1*R2+R1*R3+R2*R3)/R2
Rc=(R1*R2+R1*R3+R2*R3)/R1

Paso de Δ a Y:
R1= (Ra*Rb)/(Ra+Rb+Rc)
R2= (Ra*Rc)/(Ra+Rb+Rc)
R1= (Rb*Rc)/(Ra+Rb+Rc) Es un camino de resistencia cero es una conexión que proporciona adicional para la corriente entre los puntos que se produce.
El voltaje entre sus puntos es cero. Un cortocircuito también se produce que no están aislado dos alambres pues hacen contacto y también cuando se sumerge en el agua. Pues cuando hay un cortocircuito la corriente es muy grande. CORTOCIRCUITO Y CIRCUITO ABIERTO CORTOCIRCUITO: CIRCUITO ABIERTO: Un circuito abierto es simplemente la ausencia de una conexión entre dos puntos de un sistema.

En el circuito abierto existirá entre los puntos de una resistencia infinita. Es aquel por la cual la corriente circulante es cero. CONDUCTANCIA Y RESISTENCIA Resistencia: La resistencia eléctrica de un objeto es una medida de su oposición al paso de corriente.

Descubierta por Georg Ohm en 1827 La unidad de la resistencia en el Sistema Internacional de Unidades es el ohmio (Ω).
R=V/I

Conductancia: Se denomina conductancia eléctrica (G) de un conductor, a la inversa de la oposición que dicho conductor presenta al movimiento de los electrones en su cuerpo, es decir que la conductancia es la propiedad inversa de la resistencia eléctrica. La unidad de medida de la conductancia en el Sistema internacional de unidades es el siemens. G=1/R ELEMENTO EN SERIE Y PARALELO SERIE:
Elementos conectados uno tras otro por lo cual pasa la misma corriente.

PARALELO:
Dos o más resistencias se encuentran en paralelo cuando tienen dos terminales comunes . El circuito divisor de voltaje se aplica a un circuito serie con una fuente de voltaje en serie con “n” resistencias.

VR1= V(t) / R1+R2 . R1
VR2= V(t) / R1+R2 . R2 DIVISOR DE CORRIENTE Y DE VOLTAJE DIVISOR DE VOLTAJE: DIVISOR DE CORRIENTE: El circuito divisor de corriente se aplica a un circuito paralelo con una fuente de corriente en serie con 2 resistencias.

I1= If.R1 / R1+R2 I2= If.R2 / R1+R2


Para “n” Resistencias:
Se tienen en conductancias. IG= If.G / G MALLAS Una malla es un camino cerrado que contiene ramas en su interior.
El método de mallas es aplicable siempre y cuando el circuito sea plano.
Toda corriente de rama que este compartiendo 2 mallas es igual a la suma algebraica de las corrientes de malla, tomando como positiva las que llegan el mismo sentido de la corriente de rama.
Pasos
1- Se identifican las mallas y las corrientes tratando de tener solo fuentes de voltaje.
2-Se aplica L.V.K en cada malla.
3-Transformar las ecuaciones en ecuaciones de corriente de malla. MÉTODO GENERAL SIMPLIFICADO PARA COLOCAR LAS ECUACIONES DE MALLAS El coeficiente de la corriente de malla a la cual se le esta aplicando L.V.K es positivo e igual a la suma de las resistencias de esa malla en la misma ecuación .El coeficiente de los demás corrientes es negativo e igual a la suma de las resistencias compartidas por la rama en cuestión con cada una de las demás mallas.

El termino independiente de cada una de las ecuaciones es igual a la suma algebraica de las fuentes independientes de voltaje de la malla que se esta actualizando. SUPERMALLA En la supermalla se debe tener en cuenta lo siguiente:

-Información de la fuente
-Se deben abrir todas las fuentes de corriente que estén dentro de las mallas.
-Se plantea la regla general.
-Se definen nuevas mallas. Son los elementos básicos: Resistor , Bobina y Capacitor.

RESISTOR: los valores máximos están relacionados directamente por la ley de ohm:
Imáximo = Emáximo / R

El resistor no provoca defasamiento.

La potencia entregada al resistor se determina con los valores efectivos de voltaje y corriente.
PR = I²R R = V²R/R =VR IR

La resistencia no cambia con la frecuencia. ELEMENTOS R, L y C. BOBINA Y CAPACITOR Ambos limitan la magnitud de la corriente, disipa una parte de la energía eléctrica, y almacena en forma de campo magnético.
X L= WL = 2πfL

La ley de ohm es valida para elementos inductivos.
IMaximo = Vmaximo / XL

Para un sistemas de CA la ecuación de básica de potencia es :
P = Vp Ip / 2 cos = Vefec Iefec cos

Las redes con resistencia o inductancia producen un ángulo entre 0° y 90°.

En un capacitor puro la reactancia esta determinada por:
XC = 1 / WC= 1 / 2πfc SUMA (FORMA RECTANGULAR) La suma rectangular se lleva a cabo tab sólo con sumar algebraicamente, Los componentes rectangulares e imaginarios de manera independiente.

(A1 + jB1 ) +( A2 + jB2) == (A1 + A2 ) + j (B1 + B2 )

En serie. RESTA (FORMA RECTANGULAR) Al igual que la suma la resta requiere que la parte real se trate aparte de la componente imaginaria.

(A1 + jB1 ) -( A2 + jB2) == (A1 - A2 ) + j (B1 - B2 )

En paralelo MULTIPLICACIÓN Y DIVISIÓN
(FORMA POLAR) Si las formas son rectangulares, hay que convertirlas en formas polares antes de realizar la operación.

(C1\_Q1 )(C2\_ Q2 )== C1 C2 \_Q1 Q2

(C1\_Q1) /(C2\_Q2) == (C1 \_C2) \_ Q1 - Q2 CORRIENTE ELÉCTRICA La corriente o intensidad eléctrica es el flujo de carga por unidad de tiempo que recorre un material. Se debe al movimiento de los electrones en el interior del material.

Una corriente eléctrica, puesto que se trata de un movimiento de cargas, produce un campo magnético. CORRIENTE DIRECTA : es el flujo continuo de electrones a través de un conductor entre dos puntos de distinto potencial. 

CORRIENTE ALTERNA : a la corriente eléctrica en la que la magnitud y el sentido varían cíclicamente. Un fasor es la representación gráfica de un número complejo, y se puede definir como un vector que gira.

El termino fasor solo se aplica a un vector que representa una cantidad sinodal. FASORES A los elementos básicos RLC se les aplica el algebra fasorial (suma y resta (forma rectangular), y multiplicación (forma polar)), aplicando lo siguiente:

ZR = R\_0°
ZL = XL\_90°
ZC = XC\_-90° LOS ELEMENTOS BÁSICOS Los generadores polifásicos son capaces de desarrollar tres o mas fases al mismo tiempo.

Cada voltaje de corriente alterna esta desfasado 120° entre si.

EAN = EAN \_0°
EBN = EBN \_-120°
ECN = ECN \_120° SISTEMAS POLIFÁSICOS Para cada red RLC serie existe una frecuencia particular que produce una impedancia de entrada mínima y una transferencia de potencia máxima hacia la red.

La frecuencia resonante se calcula por medio de:
F=1/(2.Pi.(LC)^(1/2))
La potencia entregada en estado de resonancia es:
Pmax=Imax^2.R RESONANCIA RESONANCIA EN SERIE: La condición resonante en paralelo se obtiene gracias a una bobina y un capacitor. La impedancia se calcula con la siguiente formula:
ZTmax= Qp^2.R

La frecuencia resonante esta dada por:
F=1/(2.Pi.(LC)^(1/2)) RESONANCIA EN PARALELO:
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