1. La corriente eléctrica es el movimiento de electrones a través de un conductor. La intensidad depende del número de electrones que atraviesan una sección en un tiempo determinado y requiere un circuito cerrado.
2. El voltaje es la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos y se mide en voltios. Representa la energía potencial de una carga eléctrica.
3. Los elementos pasivos de un circuito como resistencias, inductancias y capacitancias almacenan o absorben energía de acuerdo a sus prop
La corriente es el movimiento de electrones en un circuito cerrado. Se explica el sentido de la corriente eléctrica, destacando la dirección de los electrones.
Se define el potencial eléctrico como la energía por unidad de carga. El voltaje se mide en voltios (V) y es fundamental para entender los circuitos eléctricos.
Se presentan tres tipos de corriente: continua (siempre en el mismo sentido), alterna (cambia de sentido) y mixta (combinación de ambas).
Se describen los elementos pasivos que absorben o almacenan energía: resistencias, inductancias y capacitancias, con sus respectivas unidades y relaciones.
Se muestran las configuraciones de resistencias en serie y paralelo, fundamentales en el diseño de circuitos eléctricos.
Los condensadores almacenan electricidad. Se explica su capacidad y configuraciones en serie y paralelo, incluyendo su cálculo en faradios.
La inductancia almacena energía en circuitos y su comportamiento en configuraciones de serie y paralelo.
Los elementos activos (fuentes de voltaje/corriente) proporcionan energía a los circuitos, transformando la energía eléctrica en calor al atravesar resistencias.
1. Definición deVoltaje y Corriente 1.1. Corriente La corriente eléctrica es un movimiento dirigido de electrones libres. La intensidad depende del número de electrones que atraviesa la sección del conductor en un tiempo determinado. Para que exista corriente es necesario que los conductores formen un circuito cerrado. Átomos Electrones
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Puesto que todoslos electrones tienen la misma carga, su fuerza de repulsión tiene que ser igual; por tanto debe haber la misma separación entre ellos, es decir, al mismo tiempo que el primer electrón se desplaza una distancia, se desplazarán todos los electrones, del primero al último, la misma distancia. Corriente Eléctrica
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Sentido de laCorriente Como los electrones tienen cargas negativas se mueven en sentido contrario, van del polo negativo (-) al polo positivo del generador. Antes de conocer que la causa de la corriente eléctrica eran los electrones libres, Faraday eligió como sentido de la corriente el que va desde más a menos del generador. G carga Fuente de alimentación + - Movimiento de los electrones Sentido de la corriente
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1.2. Potencial eléctricoy Diferencia de Potencial Eléctrico (Voltaje) Al colocar una carga en una región del espacio se crea una zona de influencia, llamada campo eléctrico, que se pone de manifiesto con la presencia de una segunda carga, ya que aparecen fuerzas de atracción o repulsión; pero esta región del espacio estará afectada tanto por la primera carga como por la segunda; para obtener una descripción de dicho campo es útil calcular la energía potencial de cada carga con respecto a la carga de unidad positiva. Este nuevo concepto se conoce como Potencial Eléctrico y se simboliza por la letra V .
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La unidad delpotencial eléctrico es el voltio , V (en honor de Volta), y se expresa en Joule/Coulomb.
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2. Clases deCorriente Según que la tensión (o voltaje) en el generador sea o no constante tanto en valor como en sentido, se podrá considerar tres tipos de corriente: Continua Alterna Mixta
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2.1. Corriente ContinuaEs una corriente eléctrica que circula siempre en el mismo sentido y con la misma intensidad. El movimiento de los electrones siempre tienen el mismo sentido I I t
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2.2. Corriente AlternaEs la que cambia periódicamente de sentido e intensidad. Movimiento de los electrones en un sentido Movimiento de los electrones en sentido opuesto I t I máx -I máx
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2.3. Corriente MixtaEs la superposición de una corriente continua y una corriente alterna. + = I t I t I t
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3. Elementos Pasivosde Circuito Los elementos pasivos del circuito (resistencias, inductancias y capacitancias) están convenientemente definidos por la forma en que el voltaje y la corriente se relacionan con el elemento individual. Los elementos pasivos absorben o almacenan la energía procedente de las fuentes.
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Elemento de circuitoUnidades Voltaje Corriente Potencia Resistencia, R Ohms ( ) Ley de Ohm Inductancia, L Heinris (H) Capacitancia, C Farads (F)
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3.1. ResistenciaEléctrica Es el grado de dificultad que presentan los distintos materiales al paso de la corriente eléctrica en función de su estructura y de su constitución. El símbolo de la resistencia eléctrica es R , y tiene por unidad en el SI el Ohmio (símbolo ).
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Resistividad Factor que hace que cada material presente una resistencia distinta, para iguales dimensiones físicas (longitud y sección). Es constante para cada material. La resistividad indica el grado de dificultad que encuentran los electrones al desplazamiento por el material Valores bajos de es característico de buenos conductores. Valores muy altos de es característico de los materiales aislantes.
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Relación entre Resistencia R y Resistividad : Resistividad [ ·mm 2 /m] L: Longitud [m] A: Sección [mm 2 ] Conductividad : Parámetro relacionado con la facilidad que encuentran los electrones para desplazarse a través del material conductor. : Conductividad [m / ·mm 2 ] L: Longitud [m] A: Sección [mm 2 ]
3.2. Capacidad EléctricaUn condensador es un componente que sirve para almacenar una cantidad grande de electricidad sobre una superficie pequeña. Son dispositivos formados por dos placas o laminas conductoras separadas por un dieléctrico. Son construidos especialmente para ofrecer una capacidad determinada. armaduras dieléctrico
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Capacidad de unCondensador Se define como el cociente entre la carga de una de las armaduras y la tensión o diferencia de potencial que existe entre las mismas, es decir: Para el caso de un condensador plano se deduce a partir de la ecuación anterior que: C = Capacidad [F] = Permitividad del dieléctrico A = Superficie enfrentada de las armaduras [m 2 ] d = Espesor del dieléctrico. [m] Unidades: 1 [ F] (microfaradio)= 10 -6 F 1 [nF] (nanofaradio) = 10 -9 F 1 [pF] (picofaradio) = 10 -12 F
3.3. Inductancia LaInductancia es un elemento de circuito que almacena energía durante algunos periodos y que la devuelve durante otros, de modo que la potencia promedio es cero. La inductancia L es numéricamente igual al flujo de un circuito cuando circula la unidad de corriente. L en [Wb/A] ; 1 H = 1[Wb/A] N en [Wb] I en [A]
4. Elementos Activosde Circuito Los elementos activos de circuitos son fuentes de voltaje o corriente, capaces de suministrar energía a la red eléctrica. Fuentes de Voltaje Fuente de Corriente
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Si en lugarde generador fuese receptor, las expresiones anteriores serían las mismas, pero con la diferencia de que la potencia sería absorbida en vez de cedida. Energía y Potencia en elementos Resistivos Toda energía eléctrica absorbida por un conductor homogéneo en el que no existen f.e.m. (fuerzas electromotrices) y que está recorrido por una corriente eléctrica, se transforma íntegramente en calor.