CONVENCIÒN DE VOLTAJE Y CORRIENTE PARA COMPONENTES ACTIVOS Y PASIVOS

PROFESOR: ING. OTTO ALVARADO 1

CONVENCIÒN DE VOLTAJE Y CORRIENTE PARA COMPONENTES ACTIVOS Y PASIVOS

PARTE 2


COMPONENTES ACTIVOS

V1

•El Voltaje y la Corriente van a favor.

• La corriente sale por el terminal positivo.

+ -+ -

I

I

+ -

BATERIA RECARGABLETrabaja como elemento activo y también como pasivo, pero, prevalece su función de componente activo.


Ejemplo:


PROCESO DE CARGA

La corriente entra por la terminal positiva.

ENTREGA DE ENERGÌA La corriente

sale por la terminal positiva.

I

I

R


Iab

Iba

I1

Iy

a b

I1= -Iy

Iy= -I1

Iy= Iba

I1= Iab

OJO: En un componente que no sabemos si es activo o pasivo, entonces asumimos una convención para cada uno de ellos, hay que respetarlas y si NO las respetan hay que tener CUIDADO!!!


ò

• La Corriente entra por el positivo.

• La corriente fluye contrario a los terminales del voltaje.

COMPONENTES PASIVOS


FOCO La corriente entrapor el positivo y sale por el negativo.

Ejemplo:


+-

i

¡Quiero usar convención activa en

un componente pasivo!

Los “contreras” pueden ir en contra de la convención, pero deben tener cuidado!

para no cometer errores como decir que un foco

genera potencia!


Vipgenerada

'Vipconsumida

elemconselementr pp ..

Potencia entregada en el elemento es igual al negativo de la potencia consumida en el mismo elemento.

Respetando la convención de

elemento activo.

Respetando la convención de

elemento pasivo.

POTENCIA

elementrelemcons pp .. ò


POTENCIA EN UN COMPONENTE PASIVO

• Algunos elementos pasivos pueden entregar potencia, pero no lo harán de forma continua o permanente, por ejemplo inductores o capacitores que tienen energía eléctrica almacenada en sus campos.

ccc iVp

entregadaConsumidac pp


EJEMPLOS SENCILLOS DE POTENCIA:Vippp entregadagengenerada

wattAVpgen 24)2)(12(

Le ponemos potencia generada por la convención de los signos.

'Vippp consconsumidaabsorbida

Como la potencia generada me dio positiva comprobamos que es la potencia de un elemento activo.

RED

=12v

= -2A Le ponemos potencia consumida por la convención de los signos.

Como la potencia consumida me dio negativa comprobamos que es la potencia de un elemento activo.

=2A

=12v

RED

wattAVpcons 24)2)(12(

NOTA: Se debe especificarsi la potencia se estáconsumiendo o generando.

wattPP consgen 24)24(


Calcule la potencia absorbida por cada elemento de las siguientes figuras:

3 A

+2 V

--3 A

--2 V

+

-5 A

+4 V

-

EJERCICIOS DE PRÀCTICA:

+

-4.6 A

220 mV

-3.8 V

-

+

-1.75 A

+-

3.2 A

Elemento 2

Elemento1

Elemento 3

Elemento 4 Elemento 5 Elemento 6

entregadaConsumida pp


La potencia generada de un

componente pasivo siempre será negativa.

Un elemento activo puede entregar o

consumir potencia (Batería Recargable)

La potencia consumida de

un componente pasivo siempre será positiva.

PARA RECORDAR…


CARACTERIZACIÒN DE LOS COMPONENTES FÌSICOS (ACTIVOS Y PASIVOS) Y COMO SE

REPRESENTAN


a) Símbolo para la fuente de tensión en DC; b) Símbolo para la batería;

c) Símbolo para la fuente de tensión en AC.

FUENTES IDEALESFUENTES IDEALES DE

VOLTAJE

a) b) c)


Si la tensión disminuye ya no se considera como una fuente ideal sino como una fuente real.

En la fuente ideal elvoltaje permaneceConstante.

Fuentes Ideales Independiente de Voltaje

Ideal

Real +Vf -

Vf


Fuentes ideales de Corriente

Fuente Ideal Independiente de Corriente

Real

Ideal

a) Símbolo para la fuente de corriente en DC.

b) Símbolo para la fuente de corriente en AC.

a) b)

I

t

→If


0 V

+

-

If

If

If

If Terminales en cortocircuito para

Pf=0

+-Vf

I=0

Terminales en circuito abierto para

Pf=0


Fuentes Dependientes de VoltajeFuentes Dependientes de Voltaje controlada por Voltaje (F.D.V.V.)

)( xvfv xv

xvv

cte

FUENTES DEPENDIENTES O CONTROLADAS

Variablede control


)( yifv yi

A Vx y Iy se las conoce como variables de control.

βV=β*iy

[v/A]

V

Iy

Fuente Dependiente de Voltaje controlada por Corriente(F.D.V.I.)

Variablede control

AV

VI y


bF ifi Aib

γ

If=γIb

Ib

Fuente Dependiente de Corriente controlada por Corriente(F.D.I.I.)

cte

Fuentes Dependientes de corriente


aF vfi AvVAAv aa

ρ

If=ρVa

Va

Fuente Dependiente de Corriente controlada por Voltaje(F.D.I.V.)


EJERCICIOS DE PRÀCTICA:

En el circuito de la figura se sabe que V2 corresponde a 3V, determine VL.

+-

+V2

-

+VL

-

+- 5V2

Conductor ideal

VL=15 [V]

VL=5V2

VL=5(3)


Determine la potencia absorbida por cada elemento del circuito de la siguiente figura:

2 A

7A +8 V

-

+20 V

-

- 12 V +

- +5 A

8 A

+20 V

-

0.25Vx+8 V

-

-Vx


• Potencia del elemento 1:

AFAFAgenF ivP 77)7( * Como es un elemento que respeta la convención de elemento activo se le pone potencia generada, suministrada, producida o entregada, por dicho elemento (en este caso la fuente).

][56][56

)7)(8(

wattvAAv

][567

77

wattP

PP

AabsF

AgenFAabsF

7A+

8 V-

+20 V

-

- 12 V +

- +5 A

8 A

+20 V

-

0.25Vx+8 V

-

1 2

3

4 5

-Vx

2 A



vvelemabs ivP 882. *

][16)2)(8(

wattAv

Como es un elemento que respeta la convención de elemento pasivo se le pone potencia absorbida, consumida, recibida o adquirida, por dicho elemento.


vvelemgen ivP 12123. *

][60][60

)5)(12(

wattvA

Av

][60. wattP elemabs



vvelemabs ivP 20204. *

][160)8)(20(

wattAv


vvelemabs ivP 20205. *)25.0)(20( xvv

Donde:

][12][12 vvvv xx

][60)3)(20(

))12(*25.0)(20(

wattAv

v


elementoslostodosdeabsP.

][)176(][176)60(160)60(16)56(

wattwatt

absorbidas generadas

generadasabsorbidas PP Balance de Potencia de

Energía

0

0

generadas

absorbidas

P

P

0


Resistor, Inductor y Capacitor.

– El resistor es un dispositivo que disipa (consume) energía.

– El Inductor y el Capacitor son dispositivos que almacenan energía.

ELEMENTOS PASIVOS


Resistencia Eléctrica.La Resistencia eléctrica es una de medida oposición al flujo de electrones ò paso de la corriente eléctrica.

AlR

2mmm

Material. del adResistivid

RESISTOR


vi

iv

Ohm deLey iRv

Ohmios ivR

AVR ][

LEY DEL COMPONENTE: CASO RESISTOR

Componente delLey iRVR


ia.Conductanc G

La conductancia es la facilidad que presenta el material al paso de la corriente eléctrica.v

Ri 1

[ ] mhos.


Cumple la convención.

No respeta la convención, pero

al ponerle el signo esta correcto.

iRVR

iRVV RR '

´RV

RV

Resistor

i


El inductor es un elemento pasivo el cual presenta una propiedad que se la denomina Inductancia. La INDUCTANCIA el la propiedad

de ciertos dispositivos para oponerse al cambio de la corriente eléctrica.

iL

i

i

Li

N

NInductor

HenryHA

Weberi

L

Inductancia Propia

INDUCTOR


lV

FaradaydeLeydttdVL

)()( tLit

dtLidVL

)( ComponentedelLey

dtdiLVL

•Sera positivo si cumple con la convención de elemento pasivo. •El inductor almacena energía en el campo magnético.

•La ley del componente relaciona el voltaje en las terminales del inductor y la corriente que pasa por el elemento.

Ley del componente: Caso Inductor


Lv L

'Lv

i

dtdiLvv

dtdiLv

LL

L

'

InductorCumple la

convención

No respeta la convención,

pero està correcto.


C iaCapacitanc El capacitor almacena energía en el campo eléctrico.

CV

q

CqccVq

ccVq

FFaradioVoltio

coulombioVqCc

Fisica Formula dAC

A

d

Medio

CAPACITOR


)()( tCVtq c

dtCVdi

dtdqi c )(

dt

dVCi c Ley del componente en el Capacitor.

• El Capacitor reacciona a los cambios de Voltaje.

t

C dtiC

V 1

LEY DE COMPONENTE: CASO CAPACITOR


Cumple la convención.

No respeta la convención, pero

al ponerle el signo está correcto.

Capacitor

t

idtC

Vc 1

t

idtC

VcVc 1`

i

`Vc

Vc C

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/31/Condensador_electrolitico_150_microF_400V.jpg


C

'V

i

Cv

t

dtiC

v 1'

0

.

idtdvCi

ctevSi

C

C

Cv

i=0

Circuitoabierto

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