Electrónica•Ingenia

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sábado, 4 de agosto de 2012

Curso Electrónica General. Tema 1.- Fundamentos y leyes básicas de la electrónica (II).

Seguimos por donde nos quedamos en la entrada anterior.
1.3. Análisis de un circuito formado por un receptor y un solo generador.
Partiremos del esquema que vimos anteriormente en circuito básico del esquema 1.

§  Medida de la corriente eléctrica.
Para medir la corriente eléctrica en el circuito necesitaremos de un aparato de medida llamado amperímetro. El amperímetro se debe conectar en serie al receptor tal y como se muestra en el esquema 1b. El amperímetro se representa con un circulo y A mayúscula en el centro.
Esquema 1b.

Hay que tener mucha precaución a la hora de conectarlo ya que hay que respetar la polaridad de aparato de medida sino este puede verse dañado.
Lo más apropiado a la hora de medir intensidad es colocar el cursor del amperímetro en la escala de mayor corriente, si este dispone de selector, si es de escala automática no tendremos este problema; e ir bajando la escala para observar el valor de la medida con mayor precisión.
El amperímetro utiliza una resistencia interna muy pequeña, para intentar afectar lo menos posible al circuito, y mediante la lectura de la caída de la tensión en dicha resistencia saber cual es la corriente que esta pasando a través de él.

§  Medida de la tensión eléctrica.
La diferencia de potencial o tensión eléctrica en el receptor puede medirse mediante un voltímetro. El voltímetro se tiene que conectar en paralelo al receptor y se representa con un circulo con una V mayúscula en el centro.
Todas la precauciones a la hora de conectar el amperímetro son aplicables también al voltímetro.
Al contrario del amperímetro el voltímetro tiene una resistencia, con respecto al receptor, muy grande en su interior para que la influencia en el circuito no sea apreciable


1.3.1.   Leyes básicas aplicables al circuito eléctrico.
Las leyes fundamentales de la electricidad son la ley de Ohm y las dos leyes de Kirchhoff.

§  Ley de Ohm.
Esta ley fue descubierta por el físico alemán George Simon Ohm, en la que se relacionan las tres magnitudes principales del circuito eléctrico.
La intensidad de corriente I que circula por un circuito es directamente proporcional al voltaje V aplicado e inversamente proporcional a la resistencia R del mismo.
Matemáticamente esta relación se puede representar en la siguiente formula:
Las unidades de las magnitudes anteriores deben expresarse de la siguiente manera:
·            Intensidad à   Amperios
·            Voltaje à          Voltios
·            Resistencia à Ohmios
Si por ejemplo alguna de las anteriores esta expresada en alguno de sus múltiplos o submúltiplos las demás también deben de expresarse de la misma manera.
Esta ley nos permite calcular la intensidad conociendo el valor del voltaje y de la  resistencia. Esta relación nos indica que si la resistencia es alta la intensidad será baja, mientras que si la resistencia es baja la intensidad será alta. Veamos unos ejemplos donde podamos observar esto:

Ejemplo 1.- En el circuito eléctrico tenemos un voltaje generado por la fuente de 12V y una resistencia de 10r ¿qué intensidad circula por el circuito?

Ejemplo 2.- En el circuito eléctrico tenemos un voltaje generado por la fuente de 24V y una resistencia de 10r ¿qué intensidad circula por el circuito?
Podemos observar que aumentando el voltaje el doble la intensidad es directamente proporcional, por lo cual tendremos el doble de intensidad circulando por el circuito.
En todo circuito eléctrico, a igualdad de las demás condiciones, la intensidad de la corriente es directamente proporcional a la tensión.

Ejemplo 3.- En el mismo circuito eléctrico ahora tenemos un voltaje generado por la fuente de 12V y una resistencia de 20r ¿qué intensidad circula por el circuito con este valor de resistencia?
Podemos observar como aumentando la resistencia al doble la intensidad baja a la mitad.
La intensidad de corriente es indirectamente proporcional al valor de la resistencia.

§  Otras formas de representar la ley de Ohm.
      En un ejercicio nos podremos encontrar que una de las variables a conocer sea la resistencia o el voltaje y que conozcamos la intensidad, para ello podemos utilizar  formulas equivalentes de la ley de Ohm.
Mediante esta formula podremos obtener el Voltaje (V) conociendo el valor de la Resistencia (R) y de la Intensidad (I).
 

Mediante esta formula obtendremos la Resistencia (R), conociendo los demás valores de la ecuación (V) e (I).

1.4. Análisis de un circuito formado por más de un receptor y más un generador.
Hasta ahora hemos partido de un esquema muy simple y básico, figura 1. Pero puede darse el caso de que tengamos en un mismo montaje más de un generador y distintas configuraciones de receptores.
Esquema 2.
El siguiente esquema muestra un nuevo esquema con varios generadores en serie y cuyo receptor, también complejo, está formado por varias resistencias.


En la figura observamos 3 generadores en serie (tres pilas) con el fin de alcanzar un valor de tensión que cada una de las pilas independientemente jamás alcanzarían. 
La FEM (Fuerza Electromotriz) resultante, de esta configuración en serie, es la suma de cada uno de los generadores.
Y si ahora nos centramos en el receptor veremos que R2 está en paralelo con R3 y ambas a la vez en serie con R1. La corriente del generador pasa por R1 y después se reparte por R2 y R3.

1.4.1.   Normas y reglas para resolver el circuito.
§  Calcular resistencia equivalente del conjunto de resistencias en serie.
En el esquema 3 se puede ver un conjunto de 3 resistencias en serie. En este caso las resistencias en serie se comportan como si de una única resistencia se tratara, sumando el valor de todas ellas. 
Esquema 3.

§  Calcular resistencia equivalente del conjunto de resistencias en paralelo.
El esquema 4 muestra un conjunto de 3 resistencias en paralelo. La resistencia equivalente es resuelta de la siguiente manera:
Esquema 4.
Pero si en vez de 3 resistencias fueran 2 la resistencia equivalente se calcularía con la siguiente fórmula:
Y cuando todas la resistencias que forman el conjunto de resistencias en paralelo tienen el mismo valor se aplicaría esta fórmula:



§  Calcular resistencia equivalente de un circuito de resistencias mixto.
En el circuito mixto pueden presentarse multitud de montajes y distribuciones de resistencias distintos.
Esquema 5a.
En el esquema 5a primero tendríamos que obtener la resistencia equivalente formada por la resistencia R2 y R3, aplicando el método de resistencias en paralelo, y después calcular la resistencia equivalente total de R1 y R2,3  como un circuito serie común.
Esquema 5b.
Observemos ahora el ejemplo 5b, en este primero tendríamos que calcular la R equivalente de R1 y R2, conectados en serie, y después calcular la R equivalente total del circuito paralelo formado por R1,2 y R3.


Para descargar el Capítulo 1 en pdf en este enlace: AQUI

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