Clase 2: Circuitos

Clase 2: Circuitos

Tallerine Energıas Renovables

Facultad de Ingenierıa - UdelaR

11 de Marzo, 2021

Tallerine Energıas Renovables Clase 2: Repaso de circuitos 11 de Marzo, 2021 1 / 38

Clase de hoy

I Repaso de fundamentos de circuitos electricos

I Actividad practica en Tinkercad (en grupos)

I EVAI Teorico

I Cuestionarios

I Subir informes

I Deberes: realizar la actividad practica y subir el informe


Contenido1

1. Intensidad de corriente

2. Voltaje

3. Clasificacion de materiales

4. Ley de Ohm

5. ResistenciasEquivalentes

6. DiodoDiodo idealDiodo un poco menos ideal

7. Leyes de KirchhoffNodosMallas

8. Circuitos

9. Potencia1Basado en repartido Teorico parte 1 - circuitos (disponible en EVA)


Chapter Outline


2. Voltaje


4. Ley de Ohm




8. Circuitos

9. Potencia


Intensidad de corriente

I Cuanta carga electrica pasa a traves de la seccion transversal de un material, por unidadde tiempo

i = ∆Q/∆T

I En los circuitos se le asigna un sentido (con una flecha)

I Se mide en Ampere: 1A = 1Cs

Figura 1: Andre-Marie Ampere (1775-1836)


Intensidad de corriente

I Se mide usando un amperımetro

I Si quiero medir la corriente que pasa por el elemento X , coloco un amperımetro en seriecon X

Xi

A


Chapter Outline


2. Voltaje


4. Ley de Ohm




8. Circuitos

9. Potencia


Voltaje

I Voltaje = Diferencia de potencial = Tension

I Se mide entre dos puntos de un circuito

I Esta asociado a la energıa electrica que posee cada carga

V =U

q

I Se mide en Volt : 1V = 1 JC

Figura 2: Alessandro Volta (1745-1827)


Voltaje

I OJO: La diferencia de potencial tiene polaridad

VAB = VA − VB = −VBA

I Para medir la diferencia de potencial a traves de un elemento X coloco un voltımetro enparalelo a X

A X

+ −VAB

B

V


Chapter Outline


2. Voltaje


4. Ley de Ohm




8. Circuitos

9. Potencia


Clasificacion de materiales

(segun sus propiedades de conduccion)

I Conductores: poca resistencia al pasaje de corriente

I Aislantes: gran resistencia al pasaje de corriente

I Semiconductores: ni muy muy ni tan tan


Chapter Outline


2. Voltaje


4. Ley de Ohm




8. Circuitos

9. Potencia


Ley de Ohm


Ley de Ohm

I Materiales “ohmicos” presentan una relacion lineal entre tension y corriente

I Cuanto mayor es la tension aplicada, mayor es la corriente que pasa por el elemento

V = Ri

Ri

+ −V

Figura 3: George Ohm (1789-1854)


Ley de Ohm



V = Ri

I R: resistencia. Se mide en Ohms 1Ω = 1VA



Ley de Ohm



V = Ri



Ley de Ohm

I OJO con la polaridad:

I V = Ri con la corriente i entrando por el + de V

Ri

+ −V

A B

I ¿y si mido V al reves?

Ri

− +V

A B

V = −Ri


Ley de Ohm

Figura 4: Ley de Ohm


Chapter Outline


2. Voltaje


4. Ley de Ohm




8. Circuitos

9. Potencia


Resistencias

I Circuitos con varias resistencias −→ util usar equivalentes

I Informalmente: dos circuitos son equivalentes si presentan la misma caracterısticatension-corriente

i

R1

R2

R4

R3

+

−

V

A

B

i

Req

+

−

V

A

B


Resistencias

I Serie: dos elementos estan en serie si por ellos circula la misma corriente

R1 R2

'Rs

Rs = R1 + R2 + . . .

I Combinando en serie consigo una resistencia mayor o igual a cada una de ellas.


Pregunta

4,7kΩ 4,7MΩ

¿Cuanto vale (aprox.) la resistencia serie equivalente?


Resistencias

I Paralelo: dos elementos estan en paralelo si comparten la misma tension

R1

R2

'Rp

1

Rp=

1

R1+

1

R2+ . . .

I Combinando en paralelo consigo un equivalente menor o igual a cada resistencia


Pregunta

10kΩ

47MΩ

¿Cuanto vale el paralelo?


Pregunta

¿La fuente y la resistencia estan en serie o en paralelo?


Resistencias


Chapter Outline


2. Voltaje


4. Ley de Ohm




8. Circuitos

9. Potencia


Diodo

i

+ −v

A K

I Dispositivo semiconductor

I Dos terminales: A: anodo, K : catodo

I Permite la circulacion de corriente en un solo sentido (¡el de la flecha!)

I Caracterıstica no lineal entre tension y corriente


Ejemplo

i

R+

−E

I El diodo deja circular la corriente y i ≈ ER

R

+−v

+

−E

I i = 0. Observar que v = −E


Diodo ideal

i

+ −v

v

i

I Deja pasar i en el sentido de la flecha manteniendo v = 0I Cuando i > 0 el diodo esta en conduccion o en directoI Cuando v < 0 el diodo esta cortado o en inverso

Estado Asumo Verifico

ON v = 0 i ≥ 0OFF i = 0 v ≤ 0

Cuadro 1: Operacion del diodo ideal


Diodo ideal

i

+ −vv

i

I Deja pasar i en el sentido de la flecha manteniendo v = 0I Cuando i > 0 el diodo esta en conduccion o en directoI Cuando v < 0 el diodo esta cortado o en inverso

Estado Asumo Verifico

ON v = 0 i ≥ 0OFF i = 0 v ≤ 0

Cuadro 1: Operacion del diodo ideal


Diodo un poco menos ideal

I El diodo ideal no existe

I Modelo un poco mas realista: En conduccion el diodo presenta una caıda Vγ ' 0,7V

I Existen otros modelos

v

i


Rectificador de media onda

V

i

R

+

−

Vo

t

V (t)

t


Diodo


Chapter Outline


2. Voltaje


4. Ley de Ohm




8. Circuitos

9. Potencia


Leyes de Kirchhoff

Figura 5: Gustav Kirchhoff (1824-1887)


Leyes de Kirchhoff

I Ley de nodos: “La suma de las corrientes entrantes a un nodo es igual a la suma de lascorrientes salientes”

i1

i2

i3

i4

i5

i1 + i2 + i3 = i4 + i5


Leyes de Kirchhoff

I Ley de mallas: La suma de las diferencias de potencial a lo largo de cualquier caminocerrado (o malla) del circuito da cero”

R

+ −vR+ −

vX

L

+

−

vLC

+

−

vC

+

−vD

+

−

vQ

+

−

E

I ¿Como recorrer una malla?I Elegir un sentidoI Marcar polaridades de los elementosI Si voy de − a + la diferencia de potencial es positiva

I Ej.: +E − vR − vC = 0


Leyes de Kirchhoff

I Ley de mallas: La suma de las diferencias de potencial a lo largo de cualquier caminocerrado (o malla) del circuito da cero”

R

+ −vR+ −

vX

L

+

−

vLC

+

−

vC

+

−vD

+

−

vQ

+

−

E

I ¿Como recorrer una malla?I Elegir un sentidoI Marcar polaridades de los elementosI Si voy de − a + la diferencia de potencial es positivaI Ej.: +E − vR − vC = 0


Chapter Outline


2. Voltaje


4. Ley de Ohm




8. Circuitos

9. Potencia


Circuitos

I Un circuito es un conjunto de componentes electricos interconectados medianteconductores

I Cada componente esta sometido a un voltaje y una corriente determinada

I “Resolver” un circuito: hallar todas las tensiones y corrientes involucradas

I ¿Como?I Leyes de KirchoffI Ley para cada elemento (p. ej. Ley de Ohm si es ohmico)


Chapter Outline


2. Voltaje


4. Ley de Ohm




8. Circuitos

9. Potencia


Potencia

I Para cualquier componente definimos

P = Vi

I Se mide en Watts: 1W = 1VA = 1Js

I OJO: Corriente entrando por el + de V

i

R

+

−

V

I Para resistencias:

P = Ri2 =V 2

R


Clase 2: Circuitos

Documents

Transcript of Clase 2: Circuitos