Circuito Eléctrico Un circuito es una interconexión de componentes eléctricos (como baterías, resistores, inductores, condensadores, interruptores, transistores, entre otros) que transportan la corriente eléctrica a través de una trayectoria cerrada. Elementos de un circuito Componente: un dispositivo con dos o más terminales en el que puede fluir interiormente una carga. En la figura se ven 9 componentes entre resistores y fuentes. Nodo: punto de un circuito donde concurren más de dos conductores. A, B, C, D, E son nodos. C no se considera un nuevo nodo, porque se puede considerar el mismo nodo que A, ya que entre ellos no existe diferencia de potencial o tener tensión 0 (VA - VC = 0). Rama: porción del circuito comprendida entre dos nodos consecutivos. En la figura 1 hay siete ramales: AB por la fuente, BC por R1, AD, AE, BD, BE y DE. Obviamente, por un ramal solo puede circular una corriente. Malla: cualquier camino cerrado en un circuito eléctrico. Fuente: componente que se encarga de proporcionar energía eléctrica al circuito entero. En el circuito de la figura 1 hay tres fuentes: una de intensidad, I, y dos de tensión, E1 y E2. Conductor: es un objeto de material que permite el libre flujo de corriente,sin resistencia-, haciendo contacto entre dos o más componentes electrónicos. Glosario 1. Componente: un dispositivo que forma parte de un circuito electrónico. Se suelen encapsular, generalmente en un material cerámico, metálico o plástico, y terminar en dos o más terminales o patillas metálicas. Se diseñan para ser conectados entre ellos, normalmente mediante soldadura. 2. Nodo: En ingeniería eléctrica y electrónica, un nodo es un punto donde dos o más componentes tienen una conexión común. Corresponde a una unión de alambres hechos de material conductor que poseen una resistencia eléctrica cercana a 0. 3. Rama: Porción del circuito comprendida entre dos nodos consecutivos. Está compuesta por la disposición en serie de componentes eléctricos unidos mediante conductores. En la figura es la parte de circuito entre dos Puntos (nodos) con nomenclatura alfabética AB, BC, CD, DE, AE, etc. En el caso AC podría tratarse de un único nodo si se desprecia la resistencia eléctrica del conductor. 4. Fuente: En electricidad se llama fuente al elemento activo que es capaz de entregar energía 5. Conductor: Generalmente son los cables que se usan para conducir electricidad se fabrican generalmente de cobre, debido a la excelente conductividad de este material, o de aluminio que aunque posee menor conductividad es más ligero para la misma capacidad y típicamente más económico que el cobre. Ley de Ohm V, I y R, los parámetros de la ley de Ohm George Simón Ohm, formuló en 1827 la que se conoce como Ley de Ohm. Posiblemente una de las leyes fundamentales de la electrónica. Primero definió matemáticamente las tres magnitudes físicas principales de la electrónica: Diferencia de Potencial (o Voltaje), Resistencia y Corriente (o Intensidad). La Corriente que circula por un circuito eléctrico varía de manera directamente proporcional a la Diferencia de Potencial, e inversamente proporcional con la Resistencia del circuito. Su formulación matemática es: La ley de Ohm se aplica a la totalidad de un circuito o a una parte del mismo. Aunque la fórmula no es difícil de recordar, existe una regla nemotécnica conocida como el Triángulo de la Ley de Ohm que facilita su uso. En este triángulo, solo hay que tapar la variable que queremos calcular y aparecerán las otras dos variables con la posición que ocupan en la ecuación que corresponda. Veamos cómo aplicar la ley en un circuito sencillo: Si sabemos que el voltaje de la alimentación eléctrica es de 12 voltios y la resistencia del circuito es de 10 ohmios (el ohmio es la unidad de resistencia eléctrica y se representa por la letra griega Ω), aplicando la Ley de Ohm: I = V / R = 12v / 10Ω = 1,2 Amperios En un circuito con varias resistencias en serie. Si sabemos el voltaje de alimentación, primero calcularemos la resistencia equivalente total sumando todas las resistencias que se encuentran en serie. Con este valor, aplicamos la Ley de Ohm como en el ejemplo anterior, y conocida la corriente que circula por el circuito, podemos calcular el voltaje en cada una de las resistencias, cuya suma, si no nos hemos equivocado, será el voltaje de alimentación: En un circuito con resistencias en paralelo, conocemos el voltaje en los extremos de cada resistencia, por lo que podremos calcular de manera sencilla la corriente que circula por cada una de ellas. Y si calculamos la resistencia equivalente total aplicando las fórmulas de cálculo para resistencias en paralelo, podremos comprobar que la corriente que circula por esta resistencia equivalente total es igual a la suma de las corrientes anteriormente calculadas que circula por cada una de las resistencias. En un circuito mixto de resistencias conectadas en serie y en paralelo, aplicaremos lo ya aprendido, pero dividiendo el circuito en subcircuitos de resistencias en función de cómo estén conectadas. MUY IMPORTANTE tener en cuenta otro factor que completa la definición del circuito y los valores de sus resistencias. Estoy hablando de la Potencia eléctrica consumida en el circuito, que en el caso de las resistencias se transforma íntegramente en calor. La potencia disipada en un circuito eléctrico es directamente proporcional al voltaje y la corriente que circula. Por lo tanto: W (watios) = V (voltios) x I (amperios) Así, por ejemplo, en el circuito más sencillo del primer ejemplo, la potencia de la resistencia deberá ser de al menos: W = V x I = 12v x 1,2A = 120 W La Ley de Ohm establece que "La intensidad de la corriente eléctrica que circula por un conductor es directamente proporcional a la diferencia de potencial aplicada e inversamente proporcional a la resistencia del mismo", se puede expresar matemáticamente donde, empleando unidades del Sistema internacional, tenemos que: • I = Intensidad en amperios (A) • V = Diferencia de potencial en voltios (V) • R = Resistencia en ohmios (Ω). Esta ley no se cumple, por ejemplo, cuando la resistencia del conductor varía con la temperatura, y la temperatura del conductor depende de la intensidad de corriente y el tiempo que esté circulando. La ley define una propiedad específica de ciertos materiales por la que se cumple la relación: Un conductor cumple la Ley de Ohm sólo si su curva V-I es lineal, esto es si R es independiente de V y de I. En general: V=I.R POTENCIA ELÉCTRICA - LEY DE WATT Si a un determinado cuerpo le aplicamos una fuente de alimentación (es decir le aplicamos un Voltaje) se va a producir dentro del cuerpo una cierta corriente eléctrica. Dicha corriente será mayor o menor dependiendo de la resistencia del cuerpo. Este consumo de corriente hace que la fuente este entregando una cierta potencia eléctrica; o dicho de otra forma el cuerpo está consumiendo determinada cantidad de potencia. Esta potencia se mide en Watt. Por ejemplo una lámpara eléctrica de 40 Watt consume 40 watt de potencia eléctrica. Para calcular la potencia se debe multiplicar el voltaje aplicado por la corriente que atraviesa al cuerpo. Es decir: P=V.I
