Tema 4. Resoluciónde circuitos. Teoremas...

Tema 4. Resolución de circuitos. Teoremasfundamentales

Hemos recordado y ampliado nuestros conocimientos de electricidad. Emilio se siente un experto en la materia,pues conoce el origen de la electricidad, los condensadores, los elementos que componen un circuito eléctrico, lasresistencias, los generadores... incluso conoce plenamente sus repercusiones energéticas en la sociedad.

Realmente tenemos derecho a sentirnos así, pues sabemos bastantes cosas, pero..., todavía nos queda muchopor recorrer. Sí, amigo, sí, bastante porque... ¿Cómo resolveríamos un circuito eléctrico si sus resistencias noestán en serie, ni en paralelo, ni en estrella, ni en triángulo? ¿Y si además hay varias fuentes de tensión entre lasresistencias? ¿Y si sólo nos interesa saber la intensidad o caída de tensión en un receptor o la resistencia de uncircuito eléctrico?... Muchas dudas, ¿verdad?

La gran complejidad de muchos de los circuitos utilizados en Electrotecnia, con varias ramificaciones, hacennecesario establecer normas que faciliten su resolución de una forma sencilla. Estas normas son aplicables tanto alos circuitos de corriente continua como a los de alterna (que veremos en la siguiente unidad), los cuáles sólorequerirán pequeñas modificaciones para su resolución.

Algunos de vosotros, como en el caso de Emilio, conocéis algo de ello por la materia de Tecnología Industrial de 1ºde Bachillerato, pero si no es tu caso, no te preocupes, pues partimos de lo más básico.

En este tema conoceremos los teoremas más importantes para la resolución de cualquier circuito eléctrico decorriente continúa. Para ello echaremos mano de herramientas matemáticas para la resolución de ecuaciones devarias incógnitas. Éstas incógnitas serán normalmente las intensidades. Veamos un sencillo ejemplo:

¿Qué te ha parecido? ¿Lo ves complicado? Si es así, no te preocupes. Con unas pequeñas nociones no habráningún circuito de corriente continua que se te resista. ¡Ánimo!

Unidad 1: Conceptos y fenómenos eléctricos: corriente continua

Tema 4: Resolución de circuitos. Teoremas fundamentales

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4.1. Ley de Ohm generalizada

Emilio se pregunta: "¿Otra vez?". Si. La ley de Ohm la tendrás contigo cada vez que quieras resolver un circuito, loque pasa es que ahora la explicaremos más generalizada.

¿Recuerdas la relación que existía entre tensión, resistencia e intensidad? Veamos como se aplica en circuitos unpoco más complejos.

La intensidad de corriente eléctrica que recorre un circuito es directamente proporcional a la fuerza electromotriz(f.e.m.) total del circuito e inversamente proporcional a la resistencia total del mismo.

Recuerda la Ley de Ohm con esta aplicación.

Animación 1.Aplicando la Ley de Ohm: Sube y baja los potenciómetros de la Tensión y la Resistenciay observa cómo varía la Intensidad, según la ley de Ohm

Fuente: IES Juan A. Suanze (Avilés)Licencia: Desconocida

Consideremos el siguiente circuito:




Imagen 1. Ley de ohm. Circuito inicial.Imagen de elaboración propia.

Podemos observar que cada una de las fuentes de alimentación (generadores) tiene una resistencia interna (r) conlo que la intensidad total del circuito será igual a:

El valor de Et será la suma de las distintas fuerzas electromotrices presentes en el circuito.

La resistencia total será la suma de las distintas resistencias internas de los generadores mas la resistencia R

Si en el circuito hay varias fuerzas electromotrices, como ocurre en el ejemplo de la figura, se consideran positivaslas que favorecen la circulación de la corriente y negativas las que se oponen a dicha corriente.

Imaginemos un generador de corriente continua de f.e.m. 24 V y resistencia interna 0,1 Ω que estáconectado a un circuito exterior de resistencia 7,9 Ω. Calcular la intensidad de corriente.

Calcular la intensidad de corriente del siguiente circuito:




Imagen 3. Imagen de elaboración propia.




4.2. Leyes de Kirchhoff

Por ahora la cosa no parece complicada, ¿verdad? Ahora estudiaremos un concepto nuevo sobre los circuitoseléctricos. ¿Os acordáis cuando al principio del tema os preguntaba si podíais resolver circuitos cuando susresistencias no estaban en serie y había generadores también por el medio? Pues con estas leyes podremosresolver estos circuitos.

Al final de este apartado os pongo un video sobre estas leyes. ¡Ánimo!

Gustav Robert Kirchhoff (1824-1887), enunció dos reglas que permiten resolver deforma sistemática problemas de circuitos eléctricos. Dichos circuitos tendrían difícilsolución con la aplicación directa de la ley de Ohm.

Las reglas enunciadas por Kirchhoff tienen como finalidad la obtención de un sistemade ecuaciones cuya resolución, por cualquier método matemático adecuado, nospermita conocer las intensidades de corriente (en valor y sentido) existentes en uncircuito.

Imagen 4. Gustav Robert Kirchhoff

Fuente: WikipediaLicencia: CC.

Antes de adentrarnos en el desarrollo eléctrico y matemático de las leyes de Kirchhoff, conviene establecer lassiguientes definiciones:

Red: será el conjunto de fuerzas electromotrices, contraelectromotrices, resistencias y conductores, unidosentre si de forma arbitraria, de forma que por ellos circulan corrientes de iguales o distintas intensidades.

Imagen 5. Leyes de Kirchhoff - Concepto de red. Elaboración propia.

Nudo: será cada punto de conexión de más de dos conductores. Como los conductores se consideran sinresistencia eléctrica, sus puntos de conexión también se consideran ideales: en ellos no existecalentamiento, ni almacenamiento de energía.




Imagen 6. Leyes de Kirchhoff - Concepto de nudo.Fuente:Wikipedia

Rama: es la parte de la red comprendida entre dos nudos consecutivos y recorrida por la misma intensidadde corriente. En el caso de la red anterior se considerarán ramas los trayectos EDCB, BE y EFAB,recorridos, respectivamente, por las intensidades I1, I2 e I3.

Línea cerrada o lazo: Conjunto de ramas que forman un bucle cerrado. En la red anterior ABEFA,ABCDEFA, CDEBC, etc. son líneas cerradas.

Malla: es un circuito que puede recorrerse sin pasar dos veces por el mismo punto. Es decir, partiendo deun nudo volvemos a él sin pasar dos veces por una misma rama. Un ejemplo de malla sería la siguientefigura:

Imagen 7. Leyes de Kircchof - Concepto de malla. Elaboración propia.

En el caso de la red definida anteriormente tendríamos tres mallas: ABEFA, BCDEB y ABCDEFA.




Primera ley de Kirchhoff o regla de los nudos: La suma algebraica de las intensidades en un nudoes cero

Primera ley de Kirchhoff o regla de los nudos: La suma algebraica de las intensidades en un nudo escero

Para aplicar esta ley debemos fijar arbitrariamente un sentido positivo, por ejemplo, consideramos positivas lasintensidades de entrada al nudo. De esta forma el nudo dibujado anteriormente quedaría de la siguiente forma:

O lo que es lo mismo:

Esta regla se puede resumir diciendo que la suma de corrientes que llega a un nudo es igual a la suma decorrientes que salen de dicho nudo.

Segunda ley de Kirchhoff o regla de las mallas: La suma algebraica de las fuerzas electromotricesaplicadas a una malla es igual a la suma de las caídas de tensión en dicha malla.

Veamos como se obtiene esa expresión. Si consideramos la malla BCDEB de la red anterior y aplicamos en cadauna de las ramas de dicha malla la ecuación:

(La diferencia de potencial entre dos puntos será igual a la caída de tensión producida en las resistenciasmas/menos la fuerza electromotriz existente entre esos puntos)

Sumando ambas ecuaciones resulta:




Que sería lo mismo que teníamos al principio:

Lo prometido es deuda, ahí va ese vídeo:




4.2.1. Aplicación de las leyes de Kirchhoff a un circuito

Para resolver un circuito mediante la aplicación de las leyes de Kirchhoff debemos tener en cuenta lossiguientes aspectos:

1. Debemos asignar sentido a cada una de las intensidades que circulan por las ramas del circuito. Elsentido que tomemos no afectará a la resolución del circuito y lo único que puede ocurrir es que algunaintensidad se obtenga con valor negativo que significará que su sentido es el contrario al que habíamosdeterminado en un primer momento.

2. Debemos contar los nudos que tiene el circuito y aplicar la primera ley de Kirchhoff a n-1 nudoscualesquiera. Se suelen considerar positivas las intensidades que entran en el nudo y negativas las quesalen aunque se puede tomar el criterio contrario sin que esto afecte al desarrollo del circuito.

3. Aplicaremos la segunda ley de Kirchhoff a todas las mallas independientes de la red. En un circuitotendremos tantas mallas independientes como el número de ramas menos el número de nudos disminuidoen una unidad.

Cuando apliquemos esta ley deberemos elegir como positivo un sentido de recorrido de la malla, horario oantihorario, considerando positivas todas las intensidades y fuerzas electromotrices del mismo sentido queel elegido y negativas las de sentido contrario.

Indica que término corresponde con las siguientes definiciones.

1. Punto de un circuito donde concurren varios conductores distintos :

2. Conjunto de todos los elementos de un circuito comprendidos entre dos nudos consecutivos:

3. Conjunto de ramas que forman un bucle cerrado:

4. Línea cerrada que no contiene elementos en su interior:




Las leyes de Kirchoff son:

1

2

3

En una malla hay dos generadores cuyas tensiones suman 10V y tres resistencias. Las tensiones de dosson 2 y 6 V ¿Cuál será la tensión de la tercera resistencia?

1V

3 V

2 V

El número de mallas independientes de un circuito será:

Igual al número de nudos

En un circuito tendremos tantas mallas independientes como el número de ramas menos el número denudos disminuido en una unidad.

En un circuito tendremos tantas mallas independientes como el número de nudos menos el número deramas disminuido en una unidad.

Calcular las intensidades que recorren el circuito de la figura y la diferencia de potencial entre A y B.




Imagen 8: Imagen de elaboración propia




4.3. Método de mallas

Ahora veamos un método que nace de las leyes de Kirchhoff y que simplifica la resolución de redes, pues seobtiene un número de ecuaciones menor que utilizando las 2 leyes de kirchhoff. Interesante, ¿verdad? Estoyseguro que a partir de ahora utilizarás este método.

El método de trabajo es muy similar al utilizado en el apartado anterior pero ahora vamos a asignar intensidades acada una de las mallas en vez de rama por rama como hicimos anteriormente.

Consiste en aplicar la segunda ley de Kirchhoff a cada una de la R-(n-1) mallas independientes de la red,considerando como incógnitas las intensidades de cada una de las mallas, cuyo sentido determinaremosarbitrariamente con antelación.

R=ramas n=nudos

Una vez obtenidas las intensidades de cada malla será fácil obtener la intensidad de cada rama mediante la sumaalgebraica de las intensidades de las mallas a las que pertenece esa rama.Las ramas exteriores tendrán una intensidad + o - según la intensidad de la malla a la que pertenecen. El signopositivo o negativo dependerá de si coincide o no con la referencia de la intensidad de malla.

Cuando la rama pertenezca a dos mallas la intensidad vendrá como suma algebraica de las intensidades de dichamalla.

Veamos el ejercicio anterior pero ahora resuelto por mallas:

Imagen 10: Método de mallas - Circuito inicial. Elaboración propia.

Tenemos 3 ramas y 1 nudos, por tanto aplicaremos la segunda ley a Kirchhoff a 2 mallas independientes (3-(2-1))

Tomamos dos intensidades arbitrarias IA e IB, una para cada una de las mallas

Malla izquierda: 24*IA-2*IB=6-4Malla derecha: 104*IB-2*IA=8-6

Resolviendo el sistema de dos ecuaciones con dos incógnitas:

IA=85*10-3 A (al ser positivo observamos que el sentido previsto por nosotros es correcto)IB= 20,8*10-3 A (al ser positivo observamos que el sentido previsto por nosotros es correcto)

Nos faltaría obtener la intensidad que circula por la rama central que llamaremos IC. Para obtener este valorrestaremos al valor de IA el valor de IB:

IC= 64,2*10-3 A (el sentido será el mismo que tiene IA)




Se puede observar que los resultados coinciden tanto si utilizamos Kirchhoff como si se utiliza el método de mallas.

Recuerda que en el método de mallas partimos de unas intensidades asignadas arbitrariamente pornosotros, por tanto, si al resolver el sistema de ecuaciones alguna de ellas tiene signo negativo significa queel sentido es el contrario al considerado en nuestra asignación pero el valor se mantendrá igual.

Utilizando el método de mallas obtener las intensidades que circulan por la red de la figura.

Imagen 11. Imagen de elaboración propia




4.4. Teorema de superposición

Aquí tenemos otro teorema para la resolución de circuitos eléctricos. Seguro que el nombre os suena, ¿verdad?En el tema 1, para el cálculo de magnitudes de la carga eléctrica... pues tiene la misma base, pero en vez decalcular magnitudes de cargas eléctricas, ésta vez lo utilizamos para el cálculo de intensidades de corriente.

Éste método no es el más utilizado, pero a veces su uso es necesario debido a ciertas complejidades de algunoscircuitos eléctricos. Yo que vosotros lo tendría en cuenta.

La idea que intenta transmitir este teorema es muy sencilla, cuando tengas varios generadores en un circuito lopuedes resolver por partes considerando en cada una de esas partes un solo generador y el resto anulados. Elresultado final vendrá uniendo los resultados de todas esas partes.

La respuesta de un circuito que contenga más de un generador es la suma algebraica de las respuestas obtenidaspara cada uno de los generadores, suponiendo los demás generadores nulos.

Es decir, en una red que contenga varios generadores la intensidad de corriente que circulará por una ramacualquiera será igual a la suma algebraica de las producidas por cada generador actuando independientemente(sustituiremos los demás por sus resistencias internas).

Nota: puede darse el caso de que los generadores no se sustituyan por sus resistencias internas al considerarseestos valores despreciables, en ese caso cada generador será sustituido por un cortocircuito o conductor deresistencia nula.

Veamos un ejemplo con el siguiente circuito:

Imagen 13. Teorema de superposición - Circuito inicialImagen de elaboración propia

Se puede observar que tenemos dos generadores y según el principio de superposición la intensidad resultante Iserá la suma algebraica de las intensidades obtenidas actuando cada uno de los generadores de formaindependiente. Para aplicar este principio primero cortocircuitaremos E2 (dejando actuar a E1 de formaindependiente) y posteriormente cortocircuitaremos E1 (actuando E2 de forma independiente).




Imagen 14.Teorema de superposición - Circuitos cortocircuitadosImagen de elaboración propia

De este esquema podemos obtener que:

I= I'+I" I1=I'1+I"1 I2=I'2+I"2




Calcular todas las intensidades de corriente que recorren el circuito aplicando el teorema de superposición.





4.5. Teorema de Thevenin

¿Recordáis al principio del tema cuando os decía: "¿Y si sólo nos interesa saber la intensidad o caída de tensiónen un receptor o resistencia de un circuito eléctrico?"

Con lo que ya sabéis: las leyes de Kirchhoff, el método de las mallas, superposición... habréis comprobado quecualquier modificación de una resistencia repercute en el cálculo de la intensidades de corriente, ¿verdad?

Imaginad por un momento que queremos saber el comportamiento de un circuito simplemente cambiando en unpunto del mismo un receptor o resistencia, de entre varios que tenemos. Si a eso unimos que es un circuito de porejemplo 4 mallas, pues su resolución es larga y tediosa, pues cada vez que cambiamos de resistencia en esepunto, tendremos que volver a hacer los cálculos.

A Emilio según está pensado todo eso, le empiezan a dar los 7 males... "¡Menudo engorro! ¡Yo no tengo tantotiempo para estar haciendo eso!", piensa el pobre.

Pero no te preocupes, gracias a este teorema que viene a continuación las cosas se simplifican muchísimo. Yestoy seguro que este teorema será uno de tus preferidos. ¿Qué no? Ya lo verás...

Imagen 16: WikipediaLicencia: Creative Commons

Hasta ahora hemos estudiado y resuelto circuitos completos con todas sus intensidades y tensiones pero existencircuitos en los que surge la necesidad de variar solo una de las resistencias que lo forman manteniendo intacto elresto de elementos del circuito. Al realizar esta modificación estaremos alterando los valores de las intensidadesque circulan por las distintas ramas del circuito y por tanto deberemos recalcular esas nuevas intensidades.

¿Te parece lógico y funcional tener que calcular todos los parámetros cada vez que varíe la misma resistencia?

No parece lógico y cuando estamos ante un caso como el citado anteriormente podemos recurrir al Teorema deThevenin que nos permitirá sustituir el circuito que se mantiene intacto por un generador (su fuerza electromotrizserá la que presente el circuito abierto entre los dos terminales) y por una resistencia (su valor será el obtenidoentre los dos terminales con los generadores suprimidos).

Es decir, mediante este método podemos reducir un circuito complejo con resistencias interconectadas entre si yencontrar un circuito equivalente sencillo, en el que solo aparezcan un generador y una resistencia en serie. Elenunciado del Teorema de Thevenin sería el siguiente:

Un circuito que tenga dos terminales, se comporta respecto de una resistencia de carga colocada entre ellos comoun simple generador de fuerza electromotriz Ex y una resistencia interna Rx.

Ex será la diferencia de potencial entre los dos terminales cuando se quita R.




Rx será la resistencia equivalente entre los terminales si se anulan todas las fuerzas electromotrices del circuito.

Veamos un ejemplo mediante un circuito. Supongamos que tenemos que calcular la corriente para diferentesvalores de la carga RL que se encuentra conectada entre los extremos A y B de un circuito como el de lafigura.

Imagen 17. Teorema de Thevenin - Circuito inicialImagen de elaboración propia

Con los métodos trabajados hasta ahora habría que reducir el circuito hasta encontrar uno equivalente conuna sola resistencia para cada uno de los valores de la carga RL.

Puedes ver la siguiente animación sobre el teorema de Thevenin, haciendo click en el siguiente enlace :

Animación sobre el teorema de Thevenin

El equivalente Thevenin consiste en:

Un generador con una resistencia en paralelo

Un generador

Un generador con una resistencia en serie




Una resistencia

El circuito de la figura muestra el circuito equivalente de una fuente de alimentación. Obtener los valores decorriente y tensión de la resistencia de carga RL. a)RL= 10Ω b) RL= 20Ω.


¿Qué tal? ¿Cómo lo veis? No es complicado, ¿verdad? Pues aquí os dejo un video de la resolución de un circuitode las PAU. Estoy seguro de que lo sabrás resolver sin dificultad.




4.6. Teorema de Norton

Este teorema, al igual que el de Thevenin, nos permitirá simplificar un circuito comprendido entre dos terminales.

El teorema dice lo siguiente:

Un circuito que tenga dos terminales, se comporta respecto de una resistencia de cargacolocada entre ellos como un simple generador de intensidad Ix en paralelo con unaresistencia Rx.

Si partimos del mismo circuito utilizado para explicar el teorema de Thevenin.

Imagen 23. Teorema de Norton - Circuito inicial

Aplicando el teorema de Norton nos quedaría el siguiente circuito equivalente.

Imagen 24. Teorema de Norton- Circuito equivalente de NortonImagen de elaboración propia

El valor de Ix lo obtenemos cortocircuitando los terminales A y B, obteniendo el circuito siguiente.

Imagen 25. Teorema de Norton - Circuito cortocircuitado

R34 es el resultado del paralelo de las resistencias 3 y 4

Y la intensidad que circulará por este circuito será:

Nos restaría conocer la intensidad que circula por RL.. Para ello volveremos al circuito equivalente de Norton visto




anteriormente.

Imagen 26. Teorema de Norton - Circuito equivalente de NortonImagen de elaboración propia

La intensidad Ix se repartirá por las dos ramas cumpliendo la siguiente igualdad:

Además, sabemos que al estar en paralelo Rx y RL están sometidas a la misma tensión y se cumple que:

Puedes ver la siguiente animación para convertir un circuito equivalente Thevenin en un circuito Norton:

Convertir circuito equivalente Thevenin en un circuito Norton

En un equivalente Norton tenemos:

Una fuente de intensidad con una resistencia en paralelo

Una fuente de tensión con una resistencia en paralelo

Una fuente de tensión con una resistencia en serie

Una fuente de intensidad con una resistencia en serie

Para obtener el equivalente Norton:

Cortocircuitamos la fuente de tensión del circuito

Calculamos la resistencia equivalente con el circuito abierto (sin resistencia de carga)




Quitamos la resistencia de carga y cortocircuitamos los terminales

Ninguna de las anteriores es correcta

Hasta ahora habíamos trabajo solamente con generadores de tensión pero existen también los llamadosgeneradores de corriente o fuentes de intensidad.

Sus símbolos tanto ideal como real son:

Imagen 27. Fuente de intensidad idealImagen de elaboración propia

Imagen 28. Fuente de intensidad realImagen de elaboración propia

Un generador de corriente ideal es aquel elemento activo que proporciona energía con una determinadacorriente I que es independiente de su tensión en bornes. El sentido de la corriente se indica con una flechacolocada en el interior del círculo.

Un generador de corriente real es un elemento activo que proporciona energía eléctrica con unadeterminada intensidad I que depende de la tensión bornes; esto es debido a que presenta una resistenciaen paralelo en la que se produce una derivación de corriente.

Obtener el equivalente Norton, entre los terminales A y B, del circuito de la figura y la intensidad que circulapor la resistencia de carga RL=10Ω.





Aquí tienes un video explicativo sobre el teorema de superposición, transformación de fuentes y teorema dethevenin. Estoy seguro que te será de mucha utilidad, pues explica conceptos muy interesantes. Empápate deellos, con esto serás un experto en la resolución de circuitos eléctricos de corriente continua.




4.7. Puente de Wheatstone

Para finalizar el tema, estudiaremos el Puente de Wheatstone que se utiliza para el cálculo de una resistenciarápidamente. Tiene numerosas aplicaciones interesantes, como veréis posteriormente. Hoy en día este puente seutiliza mucho en todo lo relacionado con la Electrotecnia, pues este método es el utilizado para comprobar averíasen la líneas eléctricas de Alta y Media Tensión, donde sus longitudes son kilométricas. Os animo a que busquéisesta aplicación una vez estudiado su concepto. Es muy interesante y te abrirá la mente a muchas aplicacioneselectrotécnicas. ¡Ánimo!

Es un método utilizado para medir resistencias con bastante rapidez y precisión.

En la parte inferior puedes ver un puente de Wheatstone junto al circuito sobre el que está diseñado.

Imagen 34. Puente de Wheatstone.EducaMadrid - Banco de imágenes CNICE Licencia:

Creative Commons

Imagen 35. Esquema de Puente de WheatstoneImagen de elaboración propia

En el puente de Wheatstone, además de la resistencia que queremos medir, tenemos dos resistencias fijas R1 y R3

y una variable R2.

Una vez cerrado el interruptor modificaremos el valor de la resistencia variable R2 hasta conseguir que laintensidad por R1 y R2 sea la misma y que la intensidad por R3 y Rx sea también la misma (galvanómetromarcando 0).

Llegados a este punto podemos decir que entre B y D no existe diferencia de potencial al no pasar corriente y queel puente de Wheatstone está equilibrado.

Veamos como podemos obtener el valor de RX.




Si aplicamos Kirchhoff a las dos mallas existentes tenemos:

0=I2 * Rx - I1 * R1 I2 * Rx=I1*R1 sentido antihorario de intensidad0=I2 * R3 - I1 * R2 I2 * R3=I1*R2 sentido antihorario de intensidad

De aquí obtenemos que:

Aqui tienes un video, simplemente para relajarte y saber un poco del que inventó este magnífico puente:

Se observa que en el puente de Wheatstone se verifica que los productos de las resistencias opuestas soniguales.En el siguiente enlace puedes ver una aplicación del puente de Wheatstone

Aplicación Puente de Wheatstone




4.8. Aplicaciones

Como hemos podido ver durante el tema son bastante numerosos los métodos de resolución de circuitos quepodemos utilizar dependiendo de las características del circuito o de los parámetros sobre los que queremosincidir.

A los teoremas y métodos explicados habría que añadir algunos otros como el teorema de Rosen, método deMaxwell, método de Millman, los puentes de hilo, Fraetz y Wien, etc. Dichas aplicaciones, además de quedar fuerade los contenidos propios de segundo de bachillerato, harían esta parte de resolución de circuitos demasiadoextensa y tediosa para el alumno.

Resolver un circuito, según lo hemos hecho durante este tema, puede parecer algo mecánico y carente de otrautilidad que no sea la de obtener ciertos valores de intensidad, resistencia o tensión. Pero nada más alejado de larealidad. Nuestro entorno está lleno de elementos que directa o indirectamente funcionan o son gobernadosmediante circuitos eléctricos y depende de los valores que tomen estos circuitos el comportamiento de dichoselementos o aparatos.

Como ejemplo nos pueden servir algunas de las aplicaciones de uno de los circuitos trabajados en esta últimaparte de la unidad: el puente de Wheatstone.

Recordemos que hemos dicho que es un instrumento eléctrico de medida que se utiliza para medir resistenciasdesconocidas mediante el equilibrio de los brazos del puente. El puente está constituido por cuatro resistenciasque forman un circuito cerrado, siendo una de ellas la resistencia bajo medida.

Pero este circuito, unido a otros elemento eléctricos o electrónicos, nos permite realizar una serie de operacionesque quizá desconozcamos:

a) Mediante termistores NTC se utilizan en una gran variedad de aplicaciones: sensor de temperatura(termómetro), medidor de la velocidad de fluidos, estabilización de tensiones, etc.

b) Utilizando en el puente una LDR o fotorresistencia se utiliza para aplicaciones en circuitos dondese necesita detectar la ausencia de luz de día:

- Luz nocturna de encendido automático, que utiliza una fotorresistencia para activaruna o más luces al llegar la noche.

- Relés controlados por luz, donde el estado de iluminación de la fotorresistencia, activao desactiva un interruptor, que puede tener un gran número de aplicaciones.

c) En el desarrollo de galgas extensométricas utilizadas para comprobar el asentamiento deconstrucciones de hormigón. Este tipo de galgas son un sensor basado en el efecto piezorresistivo.Un esfuerzo que deforma a la galga producirá una variación en su resistencia eléctrica. Esta variaciónde resistencia llevará consigo una variación de voltaje que mediremos mediante el puente deWheatstone.

Estas galgas también pueden ser utilizadas para modelizar la sismicidad de la corteza terrestre, detectandomovimientos casi imperceptibles.Haz click en el siguiente enlace y podrás comprobarlo.

Simulador para modelizar la sismicidad en la corteza terrestre




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