FUNDAMENTOS DE ELECTRÓNICA CIRCUITOS ELÉCTRICOS: PRINCIPIOS Y LEYES FUNDAMENTALES INTRODUCCIÓN Proceso de observación Fenómenos de la naturaleza V(v) I(A) 2,0 0,2 3,0 0,3 4,0 0,4 5,0 0,6 6,0 0,8 7,0 0,9 8,0 1,0 ABSTRACCIÓN: LEYES Ecuaciones de Maxwell V(v) I(A) 2,0 0,2 3,0 0,3 4,0 0,4 5,0 0,6 6,0 0,8 7,0 0,9 8,0 1,0 Ley de ohm ABSTRACCIÓN: CIRCUITO Ecuaciones de Maxwell Ley de ohm ABSTRACCIÓN: AMPLIFICADOR ABSTRACCIÓN DIGITAL: COMPUERTAS ABSTRACCIÓN DIGITAL : LÓGICA COMBINATORIA ABSTRACCIÓN DIGITAL : RELOJ DIGITAL ABSTRACCIÓN DIGITAL ISA Lenguaje de programación SO ABSTRACCIÓN ANÁLOGA: AMPLIFICADOR OPERACIONAL ABSTRACCIÓN ANÁLOGA: COMPONENTE ANÁLOGO SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES Unidades Base: Son 7 unidades bien definidas y dimensionalmente independientes Especie Unidad Símbolo Dimensión Longitud Metro M L Masa Kilogramo Kg M Tiempo Segundo S T Intensidad de corriente Ampere A I Temperatura Grado Kelvin K Θ Intensidad Luminosa Candela Cd Ι Cantidad de sustancia Mole Mol mol SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES Unidades derivadas Especie Unidad Símbolo Fórmula Frecuencia Hertz Hz 1/s Fuerza Newton N Kg.m/s2 Presión, esfuerzo Pascal Pa N/m2 Energía, trabajo, cantidad de calor Joule J N.M Potencia, flujo radiante Watt W J/s Cantidad de electricidad, carga eléctrica Coulom b C A.S Potencial, fuerza electromotriz Volt V W/A SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES Unidades derivadas Especie Unidad Símbolo Fórmula Capacitancia Farad F C/V Resistencia eléctrica Ohm Ω V/A Conductancia Siemens S A/V Flujo magnético Weber Wb V.S Densidad de flujo magnético Tesla T Wb/m2 PREFIJOS SI Prefijo abreviatura Potencia Tera T 1012 Giga G 109 Mega M 106 Kilo k 103 mili m 10-3 Micro µ 10-6 nano n 10-9 pico p 10-12 DEFINICIONES Circuito – Interconexión de dispositivos eléctricos simples en la cuál hay por lo menos una trayectoria cerrada a través de la que puede fluir una corriente CORRIENTE Es la magnitud de la rapidez con la que la carga se está moviendo al pasar por un punto dado de referencia en una dirección específica. Unidad: A (Amperes) VOLTAJE Que impulsa la corriente a través del circuito? La fuerza electromotriz empuja las cargas a través del circuito, específicamete, el voltaje se define como el trabajo requerido para mover una carga de 1C, de una terminal a otra a través del dispositivo. Unidad: V (Volts) VOLTAJE Corto circuito: Conexión directa de los polos de la fuente. Circuito Abierto: No hay circulación de corriente. VOLTAJE Seguridad eléctrica POTENCIA RESISTENCIA Sirve para limitar la cantidad de corriente a través del circuito dada una cantidad de voltaje proporcionado por la bateria. Unidades: Ω (ohms) LEY DE OHM El voltaje a través del circuito es proporcional a la corriente que circula por los elementos resistivos. CIRCUITO SERIE Arreglo de resistencias en serie REQ = R1 + R2 + R3 V fuente = V1 + V2 + V3 Ptotal = PR1 + PR 2 + PR 3 La misma corriente circula por todas y cada una de las resistencias que componen la conexión serie CIRCUITO PARALELO Arreglo de resistencias en paralelo REQ = 1 1 1 1 + + R1 R2 R3 REQ = R1 R2 R1 + R2 Itotal = I1 + I2 + I3 Ptotal = PR1 + PR 2 + PR 3 La tensión de todas las resistencias es la misma, siendo, en este caso, la tensión de alimentación. MEDICIONES MEDICIÓN DE VOLTAJE MEDICIÓN DE VOLTAJE MEDICIÓN DE CORRIENTE PROTOBOARD PROTOBOARD: CIRCUITO SERIE PROTOBOARD: CIRCUITO SERIE PROTOBOARD: CIRCUITO PARALELO EJERCICIO R1 R6 R2 1k R7 R3 R4 R5 1k LEYES DE KIRCHHOFF Ley de las corrientes: En todo circuito eléctrico la suma de las corrientes que se dirigen hacia un nodo es igual a la suma de las corrientes que salen de el. I1 = I2 + I3 LEYES DE KIRCHHOFF Ley de las tensiones: En toda malla, la suma de las caidas de tensiones producidas en las resistencias es igual a las fuerzas electromotrices proporcionadas por las fuentes de alimentación. V1 = V2 +V3 +V4 LEYES DE KIRCHHOFF Ejercicio: TEOREMA DE SUPERPOSICIÓN El principio de superposición establece que en un circuito formado por elementos lineales y fuentes independientes, se puede determinar la respuesta total calculando la respuesta a cada fuente independiente, haciendo cero las demás fuentes independientes y sumando después las respuestas individuales. Una fuente de tensión es aquella que solo proporciona una tensión constante. Para ser anulada se tendrá que poner en su lugar un cortocircuito. Una fuente de corriente es aquella que solo proporciona corriente eléctrica constante. Para ser anulada tengra que retirarse y dejar en su lugar un circuito abierto. TEOREMA DE SUPERPOSICIÓN TEOREMA DE THEVENIN • Para simplificar cualquier circuito lineal • Voltaje Thevenin: VTH = Voc (OC=open circuit, circuito abierto). • Resistencia Thevenin: RTH = Roc, Circuito Complejo Lineal A B TEOREMA DE THEVENIN 1. Hallar la tension entre los terminales de carga cuando la resistencia de carga está en circuito abierto, corresponde al voltaje thevenin. 2. Hallar la resistencia que mide un ohmetro en los terminales de carga cuando las fuentes se anulan. • Para anular una fuente de tension, se reemplaza por un corto • Para anular una fuente de corriente, se deja en circuito abierto TEOREMA DE THEVENIN: EJEMPLO Voltaje thevenin Remover la resistencia de carga TEOREMA DE THEVENIN: EJEMPLO Voltaje thevenin Vth=28-16.8=11.2 v Ó Vth=4.2+7=11.2v TEOREMA DE THEVENIN: EJEMPLO Resistencia thevenin TEOREMA DE THEVENIN: EJEMPLO Resistencia thevenin TEOREMA DE THEVENIN: EJEMPLO Equivalente thevenin
