Clase I -Circuitos Eléctricos I

7/26/2019 Clase I -Circuitos Elctricos I

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Circuitos Elctricos I2016-IProfesor: Jean Carlos Malca Fernndez

emai l : j car losmalcaf@hotmai l . com

Universidad Nacional Mayor de San Marcos Facultad de Ingeniera E


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Contenidos del Curso

Sistemas de unidades

Carga Elctrica

Corriente Elctrica

Tensin Potencia y energa

Elementos de circuitos



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Sistema internacional de Medidas (SI) Conferencia general de Pesos y Medidas 1960

6 unidades bsicas del SI



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Sistemas de Unidades

Ejemplo:

50 A = 50 000 mA

500 000 mv = Kv

60 pF= nF

0,2 H= mH

- Prefijos basados en las potencias de 10 .


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Las principales unidades de uso comn en la teora de circuitos elctricos



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Carga Elctrica

La Carga e en un electrn es negativa e igual en magnitud a1,602109 la cuacarga electrnica. La carga que ocurre es lamltiple de las cargas electrnicas que la conforman.


- La Carga es una propiedad elctrica que proviene de las p

atmicas las cuales constituyen la materia, medidas coulombs(C).


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Carga elctrica

-Todos los materiales estn compuestos de tomos y estos, a su vez, de electroneneutrones.

1-En condiciones normales, el nmero de electrones es igual al de protones pmaterial no tiene carga elctrica.

2. La masa de un electrn es unas 2000 veces menor que la de un protn o neutasumiremos que los ncleos atmicos estn en reposo y los electrones son losdesplazarse.

3- Si bajo ciertas condiciones, se crea un exceso o defecto (hueco) de electroneadquiere carga y propiedades elctricas: Q 0



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Corriente Elctrica

Corriente elctrica es la velocidad de cambio de la carga retiempo, medida en amperes (A).

La corriente directa (dc) es una corriente que permanece constante con el tiempo.

La corriente alterna (ac) es una corriente que varia sinusoidalmente con el tiempoambos sentidos).

i= 1 Ampere= 1 /



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Corriente Elctrica

Iones Negativos

Direccin de Flujo de corriente elctrica

Iones Positivos



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Corriente Elctrica

Direccin del Flujo de Corriente

Por convencin se considera al flujo de corriente como el movimiento de cargas



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Corriente elctrica

Ejemplos1. Cunta carga representan 4 600 electrones?

2. La carga total que entra a una terminal est determinada por

= 5mC. Calcule la corriente en t = 0.5 s.



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Corriente elctricaEjemplos

3- Un conductor tiene una corriente constante de 5 A. Cuntos electpasan por un punto fijo del conductor en un minuto?



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Tensin

Tensin (o diferencia de potencial) es la energa requerida paracarga unitaria a travs de un elemento, medida en volts (V).

- Matemticamente :

=

donde w es la energa en joules (J), y q es la carga en coulombs (C)



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TensinEl voltaje elctrico, Vab, es siempre a travs de un elemento de circudos puntos en un circuito.

Vab > 0 es el potencial de aes mas alto que el de b.

Vab < 0 es el potencial de aes mas bajo que el de b



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Potencia y energa

Potencia es la variacin respecto del tiempo de entrega o absorcin denerga, medida en watts (W).

- Matemticamente :

p

=

donde p es la potencia, en watts (W); w es la energa, en joules (J), y t es el tiempo, en seg

p==

=



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Potencia y Energa

La convencin pasiva de signos se satisface cuando la corriente eterminal positiva de un elemento, p = +vi. Si la corriente entra pornegativa, p = vi.

P= -12 WP= 12 W



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Potencia y Energa- Ley de la conservacin de la energa

= 0

-Energa es la capacidad para realizar trabajo, medida en joules (J) Matemticamente :

=

=



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Potencia y EnergaEjemplos

1- Una fuente de energa fuerza una corriente constante de 2 A duranpara que fluya por una bombilla elctrica. Si 2.3 kJ se emiten en formaenerga trmica, calcule la cada de tensin en la bombilla.



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Potencia y EnergaEjemplos

2-Halle la potencia que se entrega a un elemento en t = 3 ms si la correntra a su terminal positiva es i = 5 cos 60 A y la tensin es:a) v =3i, b) = 3



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Elementos del Circuitos- Un circuito elctrico es una interconexin de elementos elctricos

- 2 tipos de elementos Pasivos: Genera energa

Generadores

Baterias

Fuentes

Activos :No genera energa Resistores

Capacitores

Inductores


Elementos Activos Element


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Elementos del circuitoFuentes Fuentes independientes

Elemento activo que es totalmente independiente de los dems elementos del circuito.

Fuente independiente de Tensin

Fuente independiente de Corriente

Fuentes dependiente (o controlada)Es un elemento activo en el que la magnitud de la fuente se controla por medio de otra tensin o corriente.

1. Fuente de tensin controlada por tensin (FTCT).

2. Fuente de tensin controlada por corriente (FTCC).

3. Fuente de corriente controlada por tensin (FCCT).

4. Fuente de corriente controlada por corriente (FCCC).



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Elementos del circuitosObtener el voltaje v en la rama mostrada en la siguiente figura para

= 1



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Solucin de Problema

Aunque los problemas por resolver durante la carrera ivariarn en complejidad y magnitud, los principios bsdeben seguirse son siempre los mismos.

El proceso que se describir aqu lo han practicado los

lo largo de muchos aos de resolucin de probleestudiantes, para solucionar problemas de ingenierindustria y en la investigacin.



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Solucin de Probemas

1. Definir cuidadosamente el problema.

2. Presentar todo lo que se sabe sobre el problema.

3. Establecer una serie de soluciones alternativas y determinar la que mayor probabilidad de xito.

4. Intentar una solucin del problema.

5. Evaluar la solucin y comprobar su exactitud.

6. El problema ha sido resuelto satisfactoriamente? Si es as, se presesolucin; de lo contrario, se regresa al paso 3 y se repite el proceso.



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Solucin de Problemas1-Ejemplo:

Determine la corriente que fluye por el resistor de 8 de la siguiente figura



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Solucin de problemas

1-Definir cuidadosamente el problema.

ste es un ejemplo sencillo, pero de inmediato es posible advertirconoce la polaridad en la fuente de 3 V. Hay las siguientes opciopreguntar al profesor cul deba ser la polaridad. De no ser posibledecidir qu hacer en seguida. Si hay tiempo para resolver el problem

maneras, puede determinar la corriente cuando la fuente de 3 V esel extremo superior y luego en el inferior. Si no hay tiempo para eluna polaridad y despus documente detalladamente su decisin.que el profesor dice que la fuente es positiva en el extremo inferiomuestra en la figura.



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Solucin de problemas

2- Presentar todo lo que se sabe sobre el problema. Registrar todo lo sobre el problema implica en este caso rotular claramente el circuito, pdefina lo que busca. Dado el circuito de la figura, debe determinar 8



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Solucin de Problemas3- Establecer una serie de soluciones alternativas y determinar la qu

mayor probabilidad de xito. En esencia pueden usarse tres tcresolver este problema. Ms adelante descubrir que podra empleade circuitos (con el uso de las leyes de Kirchhoff y la ley de Ohm)nodal y el anlisis de malla

Anlisis Nodal


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Solucin de Problemas4- Intentar una solucin del problema. Primero se escriben todas las

que se necesitan para hallar 8

Es posible resolver ahora para



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Solucin de Problema5 . Evaluar la solucin y comprobar su exactitud. Ahora puede recurr

de tensin de Kirchhoff (LTK) para comprobar los resultados.



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Solucin de Problemas

6- El problema ha sido resuelto satisfactoriamente? Si es as, se psolucin; de lo contrario, se regresa al paso 3 y se repite el prproblema ha sido resuelto satisfactoriamente

La corriente a travs del resistor de 8 es de 0.25 A y circula hacia aresistor de 8


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