RICARDO CASTILLO ZAMUDIO

INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR PURHEPECHA

CIRCUITOS Y MAQUINAS ELECTRICAS

ING. JESUS MALDONADO PALEO

RICARDO CASTILLO ZAMUDIO

CHERAN MICHOACAN A 27 DE ENERO DE 2015

2015Autor: RICARDO CASTILLO ZAMUDIO2015

Circuitos y maquinas elctricasI. Conceptos y leyes fundamentalesII. Tcnicas para el anlisis de circuitosIII. Anlisis de redes de corriente alterna en estado estableIV. Anlisis de redes de corrienteV. Principios de mquinas elctricas

Objetivos generalesAnalizar y resolver circuitos elctricos excitados con C.A y C.D en estado estable y transitorio.Conocer y aplicar los principios de funcionamiento de las maquinas elctricas estticas y dinmicas.

DEFINICIONESCARGA ELCTRICA.La carga elctrica es una propiedad de la materia que permite cuantificar la prdida o ganancia de electrones.La carga elctricaqpuede clasificarse como carga elctrica positiva (protones) y carga elctrica negativa (electrones). Los fenmenos elctricos se atribuyen a la separacin de las cargas elctricas del tomo y su movimiento. Por esta razn el concepto de carga elctrica es la base para definir los fenmenos elctricos.CORRIENTE.La corriente elctrica es el flujo o movimiento de las cargas en una direccin especfica, se requiere de una trayectoria cerrada.Como sabemos, los electrones son los nicos que se mueven en el tomo, no hay movimiento ni intercambio de protones. Por lo tanto si un elemento gan electrones, decimos que est cargado negativamente y si por el contrario perdi electrones decimos que est cargado positivamente.

Cuando se empez a definir la carga de los cuerpos, en el siglo XVI no se tena microscopio y no se poda saber qu era lo que se mova en el tomo, por eso presumieron que todos los elementos del tomo se movan (electrones y protones).Por esta razn las corrientes siempre van a estar haciendo referencia a movimiento de protones aunque eso no es lo que sucede en la realidad. En la realidad las partculas que se mueven son los electrones.POTENCIA.La potencia es la cantidad de energa entregada o absorbida en cierto tiempo.(Dorf & Svoboda, 2006, pg. 15).Por lo tanto:

Adems podemos apreciar que si multiplicamos la ecuacin de tensin y de corriente obtenemos la de la potencia.

La unidad de medida de la Potencia es el watt, (o vatio) [W] en honor al Matemtico e Ingeniero Escoses James Watt (1736 - 1819), fue el inventor de la primera mquina de vapor.Qu es un circuito elctrico? Indicar los elementos que lo integran:Es una serie de elementos o componentes elctricos, los elementos de un circuito se pueden dividir principalmente en resistores, capacitores o condensadores, inductor o bobina, fuente elctrica.

Cules son los tipos de circuitos electrnicos en general?Circuito en serie, circuito en paralelo, circuito con un timbre en serie con dos ampolletas en paralelo, circuito con una ampolleta en paralelo con dos series, circuito con dos pilas en paralelo.Circuitos de 1 ReceptorSon aquellos en los que solo se conecta al circuito un solo receptor, lmpara, motor, timbre, etc. Veamos un ejemplo de un circuito con una lmpara:

El receptor quedar conectado a la misma tensin que el generador, por el receptor circular una intensidad de corriente igual a la del circuito total y la nica resistencia del circuito ser la del receptor.It = I1; Vt = V1; Rt = R1

Circuitos en Serie Los receptores se conectan una a continuacin del otro, el final del primero con el principio del segundo y as sucesivamente. Veamos un ejemplo de dos

lmparas en serie:

Caractersticas Circuitos en Serie Este tipo d circuitos tiene la caracterstica de que la intensidad que atraviesa todos los receptores es la misma, igual a la total del circuito. It= I1 = I2.La resistencia total del circuito es la suma de todas las resistencias de los receptores conectados en serie. Rt = R1 + R2. La tensin total es igual a la suma de las tensiones en cada uno de los receptores conectados en serie. Vt = V1 + V2.

Circuitos en ParaleloSon los circuitos en los que los receptores se conectan todas las entradas de los receptores unidas y todas las salidas tambin se unen por otro lado. Veamos el ejemplo de 2 lmparas en paralelo.

Las tensiones de todos los receptores son iguales a la tensin total del circuito. Vt = V1 = V2.La suma de cada intensidad que atraviesa cada receptor es la intensidad total del circuito. It = I1 + I2.La resistencia total del circuito se calcula aplicando la siguiente frmula: 1/Rt = 1/R1 + 1/R2; si despejamos la Rt quedara:Rt = 1/(1/R1+1/R2)

Circuito MixtoSon aquellos circuitos elctricos que combinan serie y paralelo. Lgicamente estos circuitos tendrn ms de 2 receptores, ya que si tuvieran 2 estaran en serie o en paralelo. Veamos un ejemplo de un circuito mixto.

CIRCUITOS ELCTRICOS EN CORRIENTE ALTERNALos circuitos con corriente alterna (c.a.) se calculan y analizan de diferente manera que los de c.c.. Aunque son circuitos en serie, paralelo o mixtos igualmente..Los receptores en c.a. se dividen en 3 tipos diferentes, y el circuito al que se conectan queda establecido en funcin del receptor o receptores:

- Circuitos Resistivos. Solo tienen resistencia pura. Se llaman circuitos R.- Circuitos Inductivos. Solo tienen bobinas puras. Se llaman L.- Circuitos Capacitivos. Solo tienen condensadores puros. Se llaman C.La mayora de los receptores en c.a. son resistivos y adems inductivos o capacitivos. Por ejemplo, un motor elctrico tiene un bobinado (L) pero esta bobina tiene una resistencia (R), por ser un cable, por lo tanto ser un receptor RC o incluso si tiene una parte capacitiva puede ser un receptor RLC (con los 3 componentes).Circuitos puros no existen en realidad ya que no hay ningn receptor que sea R, L o C puro, aunque para analizarlos es mejor considerarlos por separado.Los circuitos en c.a. se calculan mediante nmeros complejos, en lugar de resistencia tendrn lo que se llama la impedancia, que sera

Z2 = R2 + (Xl-Xc)2La impedancia la podemos poner como un nmero imaginario o complejo Z = R + (Xl-Xc)j. Xl es la impedancia inductiva (se mide en Henrios) y Xc (se mide en faradios, normalmente en microfaradios) es la impedancia capacitiva. Es como la resistencia pero en bobinas y en condensadores. R es la Resistencia del receptor.

V = Z x I, la tensin del receptor es la impedancia total por la intensidad.

Aqu os dejamos un circuito RLC en serie de ejemplo.

Tabla de medicin real y medidaR1R2RsRp

2.22.24.41.57Real

3.23.15.42.1Medido

Practica 1 circuito (SERIE, ESCALERA O PARALELO)Un circuito paralelo es un circuito con ms de un camino o ramificaciones a travs de la cuales fluye la corriente elctrica. En los diagramas de cableado, los circuitos paralelos se parecen a una escalera, con dos o ms rectngulos que contienen cargas (luces, etc.).Los circuitos paralelos tienen mltiples ramificaciones a travs de las cuales fluye la electricidad. Esto afecta la cantidad de corriente que fluye.Las ramificaciones de los circuitos paralelos son independientes entre s, pues cada una est conectada directamente recibiendo su carga total. En los circuitos paralelos, el voltaje total a travs de cada camino del circuito es igual al voltaje de la fuente o generador de energa.

En nuestra prctica usamos. 3 focos de 110 v(mini) Soquete (mini) Apagador senallo Cale dplex calibre 18 Apagador de escaleraPusimos un circuito en paralelo, y alimentamos los tres focos con la misma tensin e iluminaba ms que uno que estaba en serie.

Practica 2 RESISTENCIA EN SERIE Y EN PARALELO EN EL PROTOBOARD.

EL PROTOBOARD: Es una especie de tablero con orificios, en la cual se pueden insertar componentes electrnicos y cables para armar circuitos. Como su nombre lo indica, esta tableta sirve para experimentar con circuitos electrnicos, con lo que se asegura el buen funcionamiento del mismo.En este caso practicamos con los potencimetros o resistencias que usamos para controlar la intensidad de corriente que va a fluir por nuestro circuito cuando lo conectemos en paralelo o la diferencia de potencial si lo ponemos en serie

PRACTICA 3componentevoltajecorrientePotencial

R130.1 mA30.1 mA60.2mA

R21.81 mA42.1 mA15.1 mA

R330.1 mA18.2mA48.3 mA

Divisor resistivo.Un divisor resistivo es un caso especial donde ambas impedancias, Z1 y Z2, son puramente resistivas.De ser as tenemos la siguiente frmula:

R1 y R2 pueden ser cualquier combinacin de resistencias en serie o paralelo.Divisor capacitivoUn divisor capacitivo es un caso especial donde ambas impedancias, Z1 y Z2, son puramente capacitivas.De ser as tenemos la siguiente frmula:

C1 y C2 pueden ser cualquier combinacin de condensadores en serie o paralelo.

Divisor de corrienteUn divisor de corriente es una configuracin presente en circuitos elctricos que puede fragmentar la corriente elctrica de una fuente entre diferentes impedancias conectadas en paralelo. El divisor de corriente es usado para satisfacer la Ley de tensiones de Kirchhoff.Supngase que se tiene una fuente de corriente ICen paralelo con RT (esta se calcula tomando en cuenta si estn en serie o en paralelo).

Ecuaciones del divisor de corrientePara un divisor de corriente con n impedancias, se tiene un esquema similar a este:

La corriente que circula por cada impedancia es el producto de la corriente proporcionada por el generador por todas las dems impedancias (es decir, todas menos por la que pasa la corriente que queremos calcular) dividido entre la suma de todas las posibles combinaciones de productos de impedancias en grupos de n-1 en n-1:

Que tambin se puede escribir como:

Las ecuaciones se simplifican bastante si trabajamos con admitancias en lugar de impedancias, sabiendo que

Quedando la expresin de la siguiente forma:

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