Embed Size (px)
Citation preview
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TOLUCASUBDIRECCIÓN ACADÉMICA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA
INGENIERÍA INDUSTRIAL
ELECTRICIDAD Y ELECTRÓNICA INDUSTRIAL.
1.3 Circuito Eléctrico.
1.3 Circuito eléctrico
Elementos de un circuito eléctrico.
Los elementos de un circuito se pueden subdividir de acuerdo con el comportamiento que tienen respecto a la energía que utilizan, entonces hablaremos de que existen elementos que son:
Activos
Pasivos
Y elementos que son:
Elementos pasivos ideales.
Los elementos pasivos de un circuito, son denominados así porque ellos solamente pueden almacenar o disipar energía y no pueden actuar como fuente de ella.
Existen 3 elementos pasivos usados en el desarrollo del modelo de in circuito ideal y estos son:
Resistor
Capacitor o
Condensador
Inductancia o
Bobina
La resistencia ideal es un elemento que disipa energía. Cuando una corriente pasa a través de una resistencia, la energía disipada aparece como calor y esta energía no puede ser devuelta al sistema eléctrico donde la resistencia está conectada.
Elementos pasivos ideales.
El resistor es el elemento pasivo más simple y describe la oposición de un material o tendencia de este para impedir el flujo de la corriente eléctrica a través de él. Su unidad de medida es el Ohm (Ω).
Resis
tor.
El condensador ideal es un elemento el cual almacena en forma de campo eléctrico. Se puede visualizar como un elemento que almacena energía en la forma de cargas separadas. La unidad de la capacitancia es el Farad (F).
Cond
ensa
dor
Elementos pasivos ideales.
La inductancia ideal es un elemento que almacena en forma de campo magnético. Puesto que una carga en movimiento siempre crea un campo magnético a su alrededor; una inductancia que porta una corriente almacena energía en este campo. La unidad de la inductancia es el
Indu
ctan
ciaElementos pasivos ideales.
Elementos activos ideales.
Los elementos activos son aquellos que actúan como fuentes de energía ideales son dos:
La fuente de voltaje.
La fuente de corriente.
Las actuales fuentes de energía tales como las pilas, generadores, celdas solares y transistores se aproximan por medio de uno de los dos elementos activos ideales.
La característica principal de una fuente ideal de voltaje es que suministra una salida de voltaje independiente de la salida de corriente requerida. En otras palabras, una fuente de voltaje ideal, siempre suministrará el voltaje marcado independientemente de la cantidad de corriente que se esté drenando de ella.
El signo (+) indica el terminal de voltaje positivo y el (-) el negativo.
Fuen
te d
e vo
ltaje
.Elementos activos ideales.
La fuente ideal de corriente produce una salida de corriente que es independiente del voltaje requerido.
La dirección de la flecha indica la dirección del flujo de la corriente y el signo (+) implica la punta de flecha de la fuente.Fu
ente
de
corri
ente
.Elementos activos ideales.
Clasificación de los elementos de un circuito desde el punto de vista de su comportamiento relacionado con la energía:
Elementos
Tipos Nombre y Descripción Modelo Matemático
Símbolo
Unidades
Pasivos.Elementos que solo reciben potencia
Fijos y Variables.
Resistor: Representa la resistencia u oposición que un dispositivo presenta al paso de la corriente eléctrica.
Ohm
(Ω)
Capacitor: Representa al dispositivo que está formado por dos placas paralelas y que es capaz de almacenar energía en forma de carga eléctrica.
Farad
(F)
Inductor: Representa a un conductor embobinado (enrollado), que es capaz de almacenar energía en forma de campo magnético.
Henry
(H)
Clasificación de los elementos de un circuito desde el punto de vista de su comportamiento relacionado con la energía:
Elementos
Tipos Nombre y Descripción
Modelo Matemático
Símbolo
Unidades
Activos:
Tienen la capacidad de entregar potencia a otro elemento externo
Dependientes o Controlados
Fuentes de Voltaje:Representa un dispositivo que entrega un voltaje cuyo valor esta determinado o controlado por un voltaje presente en otro punto del sistema eléctrico en consideración.
Volt(v)
Fuentes de Corriente: Dispositivo que entrega corriente, cuyo valor esta controlado por una corriente presente en otro punto del sistema en consideración.
Ampere(A)
Clasificación de los elementos de un circuito desde el punto de vista de su comportamiento relacionado con la energía:
Elementos
Tipos Nombre y Descripción
Modelo Matemático
Símbolo
Unidades
Activos:
Tienen la capacidad de entregar potencia a otro elemento externo
Independiente:(Su valor no se ve afectado por lo que suceda en el resto del circuito).
Fuente de voltaje: Dispositivo de dos terminales entre las cuales existe una diferencia de potencial eléctrico o voltaje, que es independiente de la corriente que pasa a través de ellas.
k
Volt(v)
Fuente de corriente: Es una aproximación de un dispositivo que entrega una corriente eléctrica. Independientemente del voltaje que exista entre sus terminales.
k
Ampere(A)
Redes eléctricas.
Cuando conectamos 2 o más elementos eléctricos, se dice que tenemos una red eléctrica. Si contiene por lo menos una trayectoria cerrada a través de la cual circule una corriente eléctrica, se dice que tenemos un circuito eléctrico.
Red eléctrica Circuito Eléctrico
Tipos de Representación.Re
pres
enta
ción
Icóni
ca.
Esta representación se utiliza para la reproducción de seres u objetos de la vida real; pueden ser en un plano o en tres dimensiones. Por ejemplo las fotografías, los mapas, esquemas son representaciones icónicas bidimensionales; mientras que un globo terráqueo, un cochecito, una estatua, es una representación tridimensional.
Bidimensional Tridimensional
Tipos de Representación.Re
pres
enta
ción
Diag
ram
ática
.Esta forma aun cuando no tiene parecido alguno con su prototipo refleja alguna realidad del mismo.Mediante un conjunto de líneas y símbolos, acomodados apropiadamente , representan la estructura, el comportamiento , o ambos.
Los más comunes son los diagramas esquemáticos de circuitos electrónicos, los diagramas de bloques que representan algún proceso y los circuitos equivalentes.
Tipos de Representación.Di
agra
mas
es
quem
ático
s.Se utilizan para construir una réplica de los circuitos reales y para ayudar a localizar las fallas en su funcionamiento. Se excluye toda información no eléctrica como cajas externas, soportes mecánicos bornes y otros. Son como mapas que ayudan a llevar un seguimiento de cada una de sus partes.
Los símbolos se dibujan de forma que hace pensar en los componentes de una forma operativa.
Tipos de Representación.Di
agra
mas
de
circu
ito e
quiv
alen
te.
Es una representación relacionada con la idea del modelo de un circuito . Se obtiene al reemplazar en el diagrama esquemático los símbolos de cada componente por su circuito equivalente. El circuito equivalente se forma a partir de los 5 elementos ideales y otros símbolos que designan las condiciones ideales del circuito.
Tomando como base el diagrama esquemático anterior, podemos dibujar el siguiente diagrama equivalente, sin embargo en este todavía existe la representación de la lámpara, la cual todavía está de forma esquemática.
Para que el diagrama del circuito equivalente esté completo la lámpara se sustituye con el símbolo del resistor.
El diagrama de circuito equivalente (o diagrama eléctrico) es una de las formas más comunes de representar circuitos eléctricos y electrónicos ya que utiliza un conjunto de patrones fáciles de dibujar, aunque sujetos a ciertas reglas.
Tipos de Representación.Di
agra
ma
de
Bloq
ues.
Se utilizan para ayudar al experimentador y al diseñador a describir la operación, general de un dispositivo, sistema, equipo o proceso, que en esencia resultan complejos.
La idea es utilizar dibujos en forma de rectángulos llamados bloques, para cada uno de ellos existe una o varias vías de entrada y una o mas de salida. Los bloques se dibujan ordenadamente para que describan la secuencia del proceso que representan.
Transformador Rectificador Filtro Regulador Salida12 VcdEntrada
117Vrms
Diagrama a bloques de una fuente de alimentación
Tipos de Representación.Re
pres
enta
ción
Gráf
ica.
Puede ser mediante segmentos de recta, barras, sectores circulares, curvas y pueden representarse cualquier tipo de magnitudes.
Este tipo de representación es útil para fines de visualización, comunicación y predicción de diversos fenómenos o procesos.
Tipos de Representación.Re
pres
enta
ción
Mat
emát
ica. Como su nombre lo indica, es un modelo matemático,
que sirve para describir ciertos comportamientos, tomando en cuenta ciertas normas de utilización.
Por ejemplo:
𝑣 (𝑡 )=𝐴𝑠𝑒𝑛𝜔𝑡Es un modelo matemático que nos describe el comportamiento del voltaje con respecto al paso de un tiempo determinado.
Simbología.
Así se le denomina al conjunto de figuras, mediante las que se representan conceptos o ideas.
La simbología ha sido una forma de comunicarse para la humanidad, y se utiliza para diferentes actividades y/o áreas de conocimiento, la ciencia, tecnología, cultura, artes, en fin en la vida diaria.
En el estudio de los circuitos eléctricos y electrónicos también se usan símbolos que representan a los diferentes elementos, dispositivos procesos, etc.
Símbolos más comunes.
Simulación.
La técnica que nos permite realizar experimentación de forma virtual es conocida como simulación, a través de esta es posible verificar el comportamiento de ciertos eventos.
Existen diversos tipos de simuladores electrónicos, por medio de los cuales podemos representar el funcionamiento de un circuito electrónico, así podemos evaluar los diseños realizados, sin correr el riesgo de quemar algún componente físico, para así trabajar después con un circuito real.
Simulación.So
ftwar
e.
Por su atención gracias.
