Actividad de fase inicial

Tabla de contenido

INTRODUCCIN2OBJETIVOS3DESCRIPCIN DE CONCEPTOS4ANLISIS APLICANDO FORMULAS DEL CIRCUITO PROPUESTO13LINK DEL VIDEO20CONCLUSIONES21

INTRODUCCIN

El presente trabajo pretende ilustrar conceptos de la electrnica bsica y las diferentes leyes para aplicar el clculo matemtico a un circuito dado, a su vez se pretende que el grupo halle ciertos valores teniendo en cuenta el circuito presentado. Adicional el informe ensea por medio de un video prctico el comportamiento de cada medicin y la relacin que tiene con la fase terica para su correcto estudio. No obstante la definicin de trminos hace que el lector entienda y analice los diferentes conceptos de la electrnica bsica y su frmula matemtica correspondiente para la solucin de circuitos tanto en serie como en paralelo.Los circuitos elctricos son utilizados en diversas aplicaciones actualmente. Un circuito en corriente continua DC, est caracterizado por los voltajes, corrientes y potencia disipada en sus elementos. En este documento se presenta el anlisis de un circuito resistivo compuesto por 13 resistencias y alimentado por una fuente DC.

OBJETIVOS

Investigar los conceptos expuestos en la gua.

Hallar los datos solicitados del circuito.

DESCRIPCIN DE CONCEPTOS

Corriente: circulacin de cargas o electrones a travs de un circuito elctrico, medido en amperios. Una corriente elctrica, puesto que se trata de un movimiento de cargas, produce un campo magntico, un fenmeno que puede aprovecharse en el electroimn. Entonces la corriente es simplemente el flujo de carga elctrica que recorre un material. El instrumento para medir la corriente se llama ampermetro.

Se distingue en dos tipos de corrientes: Corriente continua: es aquella corriente en donde los electrones circulan en la misma cantidad y sentido, es decir, que fluye en una misma direccin. Su polaridad es invariable y hace que fluya una corriente de amplitud relativamente constante a travs de una carga. A este tipo de corriente se le conoce como corriente continua (cc) o corriente directa (cd), y es generada por una pila o batera.

Este tipo de corriente es muy utilizada en los aparatos electrnicos porttiles que requieren de un voltaje relativamente pequeo. Generalmente estos aparatos no pueden tener cambios de polaridad, ya que puede acarrear daos irreversibles en el equipo.

Corriente alterna: La corriente alterna es aquella que circula durante un tiempo en un sentido y despus en sentido opuesto, volvindose a repetir el mismo proceso en forma constante. Su polaridad se invierte peridicamente, haciendo que la corriente fluya alternativamente en una direccin y luego en la otra. Se conoce en castellano por la abreviacin CA y en ingls por la de AC.Este tipo de corriente es la que nos llega a nuestras casas y sin ella no podramos utilizar nuestros artefactos elctricos y no tendramos iluminacin en nuestros hogares. Este tipo de corriente puede ser generada por un alternador o dinamo, la cual convierten energa mecnica en elctrica.

Formula de la Corriente.

Voltaje: voltaje o tensin es la energa potencial o elctrica por una unidad de carga que se mide en julios por colombio, el voltaje es una magnitud fsica, done podemos medir la diferencia de potencial elctrico o la tensin elctrica entre dos puntos y se mide con el instrumento voltmetro.

Formula del Voltaje

Potencia: la potencia elctrica es la cantidad de energa (absorbida o suministrada) por unidad de tiempo. La potencia absorbida o suministrada por un elemento es el producto de la tensin entre los extremos del elemento por la corriente que pasa a travs de l. La unidad de la potencia es el vatio W.

Potencia = energa consumida/ tiempo La unidad de potencia en el SI es el vatio (W). A menudo la potencia viene expresada en kilovatios.

De esta ecuacin se deduce que:Una diferencia de potencial ms elevada origina una potencia mayor, porque cada electrn transporta mucha ms energa.Una intensidad mayor incrementa la potencia, pues hay ms electrones que gastan su energa cada segundo. Ejemplo: Calcula la intensidad de una bombilla de 100W a 220V y calcula su resistencia.

Energa: la energa elctrica es causada por el movimiento de las cargar elctricas en el interior de los materiales conductores. Esta resulta de la existencia de una diferencia de potencial entre dos puntos, esto permite establecer una corriente elctrica entre ambos cuando les pone un contacto por medio de un conductor elctrico.Formula de la Energa

Sistema de unidades: Corriente: amperio, smbolo A Voltaje: Volt, smbolo V Potencia: Watt, smbolo W Energa: Joule, smbolo J I= Intensidad enamperios(A) V= Diferencia de potencial envoltios(V) R= Resistencia enohmios().

Resistores o resistencia: Se denominaresistoralcomponente electrnicodiseado para introducir unaresistencia elctricadeterminada entre dos puntos de uncircuito elctrico. En el propio argot elctrico y electrnico, son conocidos simplemente comoresistencias. En otros casos, como en las planchas, calentadores, etc., se emplean resistencias para producircaloraprovechando elefecto Joule.

La resistencia elctrica es toda oposicin que encuentra la corriente a su paso por un circuito elctrico cerrado, frenando el libre flujo de circulacin de las cargas elctricas o electrones. Cualquier dispositivo o consumidor conectado a un circuito elctrico representa en s una carga, resistencia u obstculo para la circulacin de la corriente elctrica.

La resistencia slo se mantiene constante si la temperatura del conductor no vara. La unidad de resistencia es el ohmio (smbolo ), cuya equivalencia es: 1 = 1V/1

Formula de resistencia

Ley de Ohm: postulada por el fsico y matemtico alemn Georg Simon Ohm, es una ley de la electricidad. Establece que la diferencia de potencial que aparece entre los extremos de un conductor determinado es proporcional a la intensidad de la corriente que circula por el citado conductor. Ohm complet la ley introduciendo la nocin de resistencia elctrica ; que es el factor de proporcionalidad que aparece en la relacin entre Cuando una resistencia es atravesada por una corriente se cumple que: Esta ley se puede expresar matemticamente en la siguiente frmula o ecuacin: Los valores de las unidades bsicas presentes en cualquier circuito elctrico como son:

Tensin o voltaje "E", en volt (V).Intensidad de la corriente " I ", en ampere (A).Resistencia "R" en ohm () de la carga o consumidor conectado al circuito.

Fuente: Es todo elemento activo capaz de generar potencia con el fin de alimentar un circuito elctrico. Existen dos tipos de fuentes elctricas las ideales y las reales. Las empleadas en la teora de circuitos elctricos son las fuentes ideales, ya que, permiten analizar el comportamiento de componentes electrnicos o de circuitos.La funcin de una fuente de alimentacin es convertir la tensin alterna en una tensin continua y lo ms estable posible, para ello se usan los siguientes componentes: 1.- Transformador de entrada; 2.- Rectificador a diodos; 3.- Filtro para el rizado; 4.- Regulador (o estabilizador) lineal. Es un dispositivo que convierte la corriente alterna CA, en una o varias corrientes continas CC, la funcin es alimentar computadores, televisores y diferentes aparatos electrnicos.

Transductores: es un dispositivo capaz de transformar o convertir una determinada manifestacin deenergade entrada, en otra diferente a la salida, pero de valor muy pequeos en trminos relativos con respecto a un generador.

Interruptores: un dispositivo que permite desviar o interrumpir el curso de unacorriente elctrica, dentro de un circuito elctrico.Capacitores: Es un dispositivo semejante a la batera, ya que cumple la misma funcin que es el almacenamiento de energa elctrica, la funcin principal de un capacitor es almacenar cargas elctricas de forma instantnea y liberarla de la misma forma en el preciso momento que se requiera. Existen diferentes tipos de capacitores: De capacidad fija, con lminas metlicas paralelas Semifijos o de capacidad ajustable De capacidad variables (prcticamente en desuso, pues han sido sustituido por diodos varicap o varistor)Formula de capacitores

Inductores: es uncomponentepasivo de uncircuito elctrico, el cual almacenaenerga en forma decampo magntico. Esta se opone a los cambios bruscos de corriente que circulan por ellas.

Almacenamiento de Energa: Son todos aquellos mtodos diseados para conservar y recolectar energa y para liberarla cuando se requiera en la misma forma en que se recolect o en otra diferente. Existen diversos sistemas mecnicos almacenadores de energa como lo es el reloj mecnico que almacena en el muelle la energa para ir consumindola. En un ordenador los condensadores existentes en un chip almacenan la energa suficiente para que al volver a encenderse tengan la memoria de algunas de las funciones previas. Sol.

Leyes de Kirchhoff: Lasleyes de Kirchhoffson dosigualdadesque se basan en laconservacin de la energay la carga en loscircuitos elctricos. Fueron descritas por primera vez en 1845 por Gustav Kirchhoff. Son ampliamente usadas eningeniera elctrica para obtener los valores de la corriente y el potencial en cada punto de un circuito elctrico. La primera Ley de Kirchoff: La corriente entrante a un nodo es igual a la suma de las corrientes salientes. Del mismo modo se puede generalizar la primera ley de Kirchoff diciendo que la suma de las corrientes entrantes a un nodo son iguales a la suma de las corrientes salientes.

Segunda Ley de Kirchoff: En un circuito cerrado, la suma de las tensiones de batera que se encuentran al recorrerlo siempre sern iguales a la suma de las cadas de tensin existente sobre los resistores.

La frmula general es: Circuitos Serie: Un circuito en serie es aqul en que los dispositivos o elementos del circuito estn dispuestos de tal manera que la totalidad de la corriente pasa a travs de cada elemento sin divisin ni derivacin en circuitos paralelos. Un circuito en serie es una conexin en la que los bornes o terminales de los dispositivos (generadores, resistencias, condensadores, interruptores, entre otros) se conectan secuencialmente. La terminal de salida de un dispositivo se conecta a la terminal de entrada del dispositivo siguiente.

Circuitos en Paralelo: Es aquel que dispone de dos o ms operadores conectados en distintos cables.Dicho de otra forma, en ellos, para pasar de un punto a otro del circuito (del polo - al polo +), la corriente elctrica dispone de varios caminos alternativos, por lo que sta slo atravesar aquellos operadores que se encuentren en su recorrido. Es una conexin donde los puertos de entrada de todos los dispositivos como generadores, resistencias,condensadores, conectados coincidan entre s, lo mismo que sus terminales de salida. Formula

Divisin de Voltaje: Es un circuito donde se tiene una fuente de voltaje para proporcionar la energa y dos resistencia R1 y R2. . Cualquier combinacin de R1 con R2 forma un divisor de voltaje. Divisor de voltaje solo sirve para analizar dos resistencias, con la finalidad de obtener una tensin menor a partir de una mayor. Al tener dos resistencias el voltaje se puede dividir con la siguiente formulas:

Divisin de Corriente: es una configuracin presente encircuitos elctricos que puede fragmentar lacorriente elctricade una fuente entre diferentes impedanciasconectadas en paralelo. El divisor de corriente es usado para satisfacer laLey de tensiones de Kirchhoff. En redes donde slo son dados los valores de los resistores junto con la corriente de entrada, se debe aplicar la regla del divisor de corriente para determinar las distintas corrientes de la rama.

Forma general para la regla del divisor de corriente.

La corriente a travs de cualquier rama paralela es igual al producto de la resistencia total de las ramas paralelas y la corriente de entrada dividida entra la resistencia de la rama a travs de la cual la corriente va a ser determinada.

ANLISIS APLICANDO FORMULAS DEL CIRCUITO PROPUESTO

Antes de iniciar estas son las formulas bsicas de electrnica para el desarrollo de los valores que se quieren obtener.Simbologa:Tensin o voltaje E volt (V)Intensidad I, ampere (A)Resistencia R, ohm ()

MAGNITUDUNIDADSMBOLOCALCULO BSICO

Corriente elctricaAmperioI,AI=V/R

Tensin o voltajevoltioVV=I.R

Resistencia elctricaOhmioRR=V/I Ley de ohm

Calculando las Resistencias

Lo primero que realice fue iniciar a resolver el circuito de derecha a izquierda, entonces fui tomando detenidamente las resistencias en serie y en paralelo para su respectiva formula e ir reduciendo la cantidad de resistencias. Entonces:Calcule la resistencia total en serie de R12 y R13:

Para hallar la resistencia en serie sumamos con la siguiente formula:R equivalente= R12+R13Re= 1.5k+680=2.18KAhora realice los paralelos que estn en el circuito, es decir el paralelo entre R8 y R9 y el paralelo entre R10 y R11 con la siguiente formula:

Utilizamos la frmula

Entonces, ahora teniendo el resultado de estas dos resistencias en paralelo hago la suma de las dos con la formula en serie. Hasta el momento llevamos el siguiente circuito de la imagen a continuacin.

El siguiente paso es sumar las dos resistencias equivalentes del resultado de las resistencias en paralelo se aplica la frmula de las resistencias en serie:

Ahora ya teniendo el siguiente circuito en paralelo sacamos la resistencia total de las dos.

La resistencia R7 la sumo con la resistencia equivalente anterior en serie.775+R7220=995K

Entonces recordemos lo que se ha hecho hasta ahora:1. Saque la resistencia total en serie de R12 y R132. Saque la resistencia total en paralelo de R8 y R93. Saque la resistencia total en paralelo de R10 y R114. El resultado entre las resistencias R8, R9, R10 y R11 formo un nodo en serie, entonces saque la resistencia equivalente.5. Finalmente se form un circuito en paralelo, donde saque la resistencia equivalente.6. Este resistencia la sume con R7 para sacar la resistencia equivalente en serie

Ahora saco la resistencia equivalente entre el paralelo de la resistencia R5 y R6

El resultante entre R5 y R6 lo sumo con la resistencia R3 en serie.82.4+1.8K=84.2K

Ahora este resultado los sumo con la resistencia R4 en paralelo para sacar una equivalente.

Esta resistencia equivalente la sumo en serie con la resistencia R2.45.7+3.3K=49KAhora analicemos como quedo el circuito, inicialmente tenamos la resistencia equivalente:

Nuestra nueva resistencia equivalente da 49K.

Ahora este paralelo lo resolvemos para sacar una sola resistencia equivalente y lo sumamos en serie con R1

Por ltimo la sumamos en serie con R1 y obtenemos la resistencia TOTAL.120+46.9K=166.9KFinalmente obtenemos el siguiente circuito.

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