UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA

FACULTAD DE INGENIERIA

E.A.P. DE INGENIERIA DE SISTEMAS E INFORMATICA

“Circuitos Eléctricos”

CURSO:

Electrónica Digital

DOCENTE:

C. Guerra

INTEGRANTES:

Teresa.

Carlos.

Olivos Puente Julio Rafael.

Nvo. Chimbote - Octubre Del 2010

I. INTRODUCCIÓN

Si dos cuerpos de carga igual y opuesta se conectan por medio de un conductor metálico, por ejemplo un cable, las cargas se neutralizan mutuamente. Esta neutralización se lleva a cabo mediante un flujo de electrones a través del conductor, desde el cuerpo cargado negativamente al cargado positivamente. En cualquier sistema continuo de conductores, los electrones fluyen desde el punto de menor potencial hasta el punto de mayor potencial. Un sistema de esa clase se denomina circuito eléctrico. La corriente que circula por un circuito se denomina corriente continua (CC) si fluye siempre en el mismo sentido y corriente alterna (CA) si fluye alternativamente en uno u otro sentido. Un circuito eléctrico es el trayecto o ruta de una corriente eléctrica. El término se utiliza principalmente para definir un trayecto continuo compuesto por conductores y dispositivos conductores, que incluyen una fuente de fuerza electromotriz que transporta la corriente por el circuito.

En este Informe se detallara en forma breve los lineamientos básicos sobre corriente eléctrica. Se resalta el concepto de resistencia eléctrica y su vinculación con el efecto Joule; el cual permitirá explicar la influencia del calor en la resistividad eléctrica de los materiales. La Ley de Ohm es abordada, y a partir de ella se introduce la noción de potencia eléctrica. Las Leyes de Kirchhoff son expuestas y empleadas al enseñar el método de las mallas y el método de los nodos; asimismo, se esbozará la regla del derivador de corriente y la regla del divisor de tensión, ambas usadas en el análisis de circuitos eléctricos serie – paralelo.

Al final, se ofrecerá algunos problemas que han formado parte de las Clases de laboratorio del Curso de Electrónica Digital.

II. FUNDAMENTO TEÓRICO

CIRCUITOS ELÉCTRICOS

Es el trayecto o ruta de una corriente eléctrica. El término se utiliza principalmente para definir un trayecto continuo compuesto por conductores y dispositivos conductores, que incluye una fuente de fuerza electromotriz que transporta la corriente por el circuito.

Un circuito de este tipo se denomina circuito cerrado, y aquéllos en los que el trayecto no es continuo se denominan abiertos.

Un cortocircuito es un circuito en el que se efectúa una conexión directa, sin resistencia, inductancia ni capacitancia apreciables, entre los terminales de la fuente de fuerza electromotriz.

Componentes Básicos De Un Circuito:

Corriente Eléctrica E Intensidad De Corriente:

La corriente o intensidad eléctrica es el flujo de carga por unidad de tiempo que recorre un material. Se debe a un movimiento de los electrones en el interior del material. En el Sistema Internacional de Unidades se expresa en C·s-1 (culombios sobre segundo), unidad que se denomina amperio. Una corriente eléctrica, puesto que se trata de un movimiento de cargas, produce un campo magnético, lo que se aprovecha en el electroimán.

Todos los cuerpos están formados por átomos. Cada átomo está constituido por un núcleo central y por una serie de órbitas. En el núcleo están los protones con carga positiva y los neutrones sin carga eléctrica. En las órbitas están los electrones con carga negativa.

Para que las cargas eléctricas estén compensadas el número de electrones tiene que ser igual al número de protones. Los átomos debido a fuerzas externas pueden ganar o perder electrones.

Conductores Eléctricos:

Un conductor eléctrico es aquel cuerpo que puesto en contacto con un cuerpo cargado de electricidad transmite ésta a todos los puntos de su superficie. Generalmente elementos, aleaciones o compuestos con electrones libres que permiten el movimiento de cargas.

Materiales Conductores Y Aislantes:

Tres son los tipos de materiales, según su comportamiento frente a la corriente eléctrica:

Conductores: permiten el paso de la corriente eléctrica, ofreciendo poca o ninguna resistencia al flujo de electrones. Los metales son buenos conductores.

Semiconductores: permiten parcialmente el paso de la corriente eléctrica, mejor que un aislante, pero peor que un conductor.

Aislantes: impiden el paso de la corriente eléctrica, ofreciendo mucha resistencia al flujo de electrones. La madera y el plástico son ejemplos de aislantes.

Tensión Eléctrica:

Tensión eléctrica es la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos. Se representa por “V” o “U”, su unidad de medida es el Volt. Por otras palabras, la tensión eléctrica es la "fuerza" responsable por el movimiento de electrones.

El potencial eléctrico mide la fuerza que una carga eléctrica experimenta en el seno de un campo eléctrico, expresa por la ley de Coulomb, por lo tanto la tensión es la tendencia que una carga tiene que ir de un punto para el otro. Normalmente se toma un punto que se considera de tensión cero y se mide la tensión del resto de los puntos relativos a este.

La tensión eléctrica entre dos puntos, o sea [(+) y (-)] es definida matemáticamente como la integral de línea del campo eléctrico:

Esta fuerza eléctrica la produce un generador de electricidad (pila, alternador, dínamo, célula solar, etc.), y esa fuerza es lo que da lugar al movimiento ordenado de electrones a través del circuito.

Resistencia Eléctrica:

Resistencia eléctrica es toda oposición que encuentra la corriente a su paso por un circuito eléctrico cerrado, atenuando o frenando el libre flujo de circulación de las cargas eléctricas o electrones. Cualquier dispositivo o consumidor conectado a un circuito eléctrico representa en sí una carga, resistencia u obstáculo para la circulación de la corriente eléctrica.

Se representa por “R” y su unidad es el Ohmio (Ω).

A.- Electrones fluyendo por un buen conductor eléctrico, que ofrece baja resistencia. B.- Electrones fluyendo por un mal conductor. Eléctrico, que ofrece alta resistencia a su paso. En ese caso los electrones chocan unos contra otros al no poder circular libremente y, como consecuencia, generan calor.

Ley De Ohm

La Ley de Ohm afirma que la corriente que circula por un conductor eléctrico es directamente proporcional a la tensión e inversamente proporcional a la resistencia siempre y cuando su temperatura se mantenga constante.

La ecuación matemática que describe está relación es:

Donde, I es la corriente que pasa a través del objeto en amperios, V es la diferencia de potencial de las terminales del objeto en voltios, y R es la resistencia en ohmios (Ω). Específicamente, la ley de Ohm dice que la R en esta relación es constante, independientemente de la corriente.

Asociación De Resistencias:

Existen tres tipos de asociaciones:

Serie:

Paralelo:

Mixto:

Leyes De Kirchhoff

1a. Ley De Kirchhoff: Ley De Las Corrientes O De Los Nodos

La suma de las intensidades de corriente que fluyen hacia un nodo de un circuito eléctrico es cero, es decir las corrientes que entran menos las corrientes que salen es igual a cero.

2a. Ley De Kirchhoff: Ley De Las Tensiones, O Ley De Las Mallas

La suma algebraica de las tensiones en una malla cerrada es nula. ∑V=0

Regla Del Divisor De Tensión

La evaluación de la tensión que pasa por cualquier resistor o cualquier combinación de resistores en un circuito en serie se puede reducir a un solo elemento utilizando la regla del divisor de tensión. La prueba, que es muy corta y directa, se desarrollará con el circuito de la Figura.

Circuito en serie donde la corriente I atraviesa todos los resistores sin sufrir derivación alguna

a) Resistencia total: Rt = R1 + R2 + R3 +…RN

b) Corriente: I = V/RT

C) Tensión a través del resistor RX (donde x puede ser cualquier número de 1 a N): Vx = I.Rx

D) La tensión a través de dos o más resistencias en serie que tienen una resistencia total igual a:

R’T: V’T = I.RT

E) Se sustituye I del inciso (B) en las ecuaciones de los incisos (C) y (D):

Regla del divisor de tensión:

En palabras, la regla indica que, para un circuito en serie, la tensión que existe en cualquier resistor (o alguna combinación de resistores en serie) es igual al valor de ese resistor (o a la suma de dos o más resistores en serie) multiplicado por la diferencia de potencial de todo el circuito en serie y dividido entre la resistencia total del circuito. Obsérvese que no es necesario que V sea una fuente de fuerza electromotriz.

Regla Del Derivador De Corriente

Para dos derivaciones paralelas, la corriente que pasa por cualquier derivación es igual al producto del otro resistor en paralelo y la corriente de entrada dividido entre la suma de los dos resistores en paralelo (Figura).

Figura. Circuito en paralelo donde la corriente IT atraviesa todos los resistores pero sufriendo una derivación.

III. MATERIALES Y EQUIPO

Un Protoboard.

Resistencias.

Generador Tensión AC

Alambres (Para Realizar Los Puentes Que Se Requiere En El Circuito)

Un Milímetro.

IV. PROCEDIMIENTO Y RESULTADOS

Resistencias:

Resistencia código de colores Ω

R1 marrón negro amarillo 100 kR2 marrón negro naranja 10 kR3 amarillo violeta naranja 47 kR4 rojo amarillo naranja 24 kR5 verde azul amarillo 560 k

1. CIRCUITO Nº 01 – hallando voltaje y intensidad de R4

Valores experimentales:

V 24 k=6.99Voltios

I 24 k=0.3mA

Valores teóricos:

Nos sale que la Resistencia equivalente es:

Req=23.08 la cual es equivalente 23 Voltios.

Aplicando las leyes de kirchhof en el circuito:

I 24 k=0.3mA

Luego aplicamos la ley de OHM: V=I*R

V 24 k=7.2Voltios

2. CIRCUITO Nº 02 – hallando voltaje y intensidad de R5

Valores experimentales:

V 560 k=6.99Voltios

I 560k=0.013mA

Valores teóricos:

Aplicando las leyes de kirchhof en el circuito:

I 560k=0.013mA

Aplicando la ley de OHM: V=I*R

V 560 k=7.28Voltios

3. CIRCUITO Nº 03 - hallando voltaje y intensidad de R5

Valores experimentales:

V 560 k=3.6Voltios

I 560k=0.005mA

Valores teóricos:

Aplicando las leyes de kirchhof en el circuito: nos sales 0.00489 mA, la cual se aproximará

I 560k=0.005mA

Aplicando la ley de OHM: V=I*R

V 560 k=2.8Voltios

4. CIRCUITO Nº 04 - hallando voltaje y intensidad de R3

Valores experimentales:

V 47 k=0.3Voltios

I 47 k=0.005mA

Valores teóricos:

No sales que la intensidad en la resistencia indicada es: 0.00497 la cual aproximaremos.

I 47 k=0.005mA

Aplicando la ley de OHM: V=I*R

V 47 k=0.235Voltios

5. CIRCUITO Nº 05 - hallando voltaje y intensidad de R5

Valores experimentales:

V 560 k=6.45Voltios

I 560k=0.01mA

Valores teóricos:

No sales que la intensidad en la resistencia indicada es: 0.01

I 560k=0.01mA

Aplicando la ley de OHM: V=I*R

V 560 k=5.6Voltios

V. OBSERVACIONES:

Antes de empezar con el experimento, debemos de tratar de verificar que los instrumentos que usaremos para el experimento estén en buenas condiciones.

Debemos cerciorarnos antes de empezar con el experimento de laboratorio, verificar si el circuito eléctrico está bien diseñado antes de encender la fuente.

Todo lo anterior va a ser fundamental para nuestro futuro desempeño en los distintos laboratorios que vamos a encontrar en nuestra carrera. No sólo es importante medir bien, lo mejor que podamos con los aparatos que disponemos, sino que es primordial que estemos conscientes de las limitaciones de su medida, de cuán precisas son y de cuán exactas son.

VI. CONCLUSIONES:

Los resultados experimentales son bastante cercanos a los resultados teóricos.

La Ley de Ohm no es válida para todos los elementos eléctricos que dificulten el paso de la corriente.

VII. REFERENCIAS WEB:

http://es.wikilingue.com/ pt/Tensi%C3%B3n_el%C3%A9ctrica

http://www.asifunciona.com/ electrotecnia/ke_resistencia/ke_resistencia_1.htm

http://autorneto.com/ referencia/ciencia/ley-de-ohm/

http://extremisimo.com/ las-leyes-de-kirchhoff/

http://es.wikipedia.org/ wiki/Leyes_de_Kirchhoff

http://www.monografias.com/trabajos34/circuitos-electricos/circuitos- electricos.shtml#regla