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Circuitos Eléctricos y Electrónicos Unidad 1. Fundamentación de Circuitos Eléctricos y

Electrónicos

En este documento se hará la definición de la topología de los circuitos eléctricos y electrónicos.

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¿QUÉ ENCONTRAREMOS EN ESTE DOCUMENTO?

Circuito en paralelo ................................................................................................................. 4

Circuito en serie ...................................................................................................................... 5

Circuito mixto .......................................................................................................................... 6

Conceptos ............................................................................................................................... 7

Leyes ...................................................................................................................................... 8

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Conceptos generales Introducción Un circuito eléctrico, permite la interconexión de dos o más componentes, tales como resistencias, condensadores, inductores, fuentes de alimentación interruptores y semiconductores, dentro de al menos una trayectoria cerrada. Los circuitos pueden ser lo suficientemente simples como para que su análisis se realice mediante métodos algebraicos o tan complejos que requieran de la misma manera, herramientas de análisis complejas.

Para clasificar los circuitos eléctricos, inicialmente se debe tener en cuenta el tipo de señal eléctrica con la que trabajan, ya sea de corriente directa o alterna, igualmente es importante también determinar si el circuito se compone solamente de elementos eléctricos o incluye componentes electrónicos, en este caso dentro de los circuitos electrónicos podemos encontrarnos con elementos analógicos, digitales o la combinación de ellos, por otro lado, está la configuración del circuito, debido a que nos podemos encontrar configuraciones en serie, paralelo o mixto.

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Circuito en paralelo

El circuito en paralelo es una conexión donde los bornes o terminales de entrada de todos los dispositivos (generadores, resistencias, condensadores, etc.) conectados coincidan entre sí, lo mismo que sus terminales de salida.

A diferencia del circuito serie, en este caso el voltaje es igual en los extremos de cada uno de los elementos, y la corriente se divide entre todos los componentes de acuerdo a su valor, utilizamos en este caso aplicamos el divisor de corriente.

Características El voltaje de la fuente es igual en todos los elementos, mientras que la corriente que

entrega, se distribuye. A cada uno de los caminos que puede seguir la corriente eléctrica, se le denomina

“rama”. La suma de las intensidades de rama es la intensidad total del circuito, coincide con la

que sale de la fuente (Ley de corrientes de Kirchhoff).

Circuito en paralelo

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Comparación con la hidráulica Si tenemos dos tanques de agua conectados en paralelo tendrán una entrada común que alimentará simultáneamente a ambos, así como una salida común que drenará a ambos a la vez. Las bombillas de iluminación de una casa forman un circuito en paralelo.

Circuito en serie

Un circuito en serie es una configuración de conexión en la que los bornes o terminales de los dispositivos (generadores, resistencias, condensadores, interruptores, entre otros) se conectan secuencialmente. La terminal de salida de un dispositivo se conecta a la terminal de entrada del dispositivo siguiente.

En un circuito serie resistivo, el voltaje de la fuente se divide entre cada una de los componentes de acuerdo a su valor, para este tipo de configuración se aplica lo que se conoce como divisor de voltaje para saber el valor de caída de tensión en cada componente. Por otro lado la corriente es la misma en toda la trayectoria

Características

Circuito en serie

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La corriente de la fuente que circula por todos los elementos, es igual, mientras que el voltaje que entrega, se distribuye.

La electricidad tiene una sola vía por la cual desplazarse. La electricidad fluye desde la fuente a cada bombillo, una a la vez, en el orden

en el que van cableadas al circuito, por lo tanto, si una de las bombillas se quema, la otra no podría encenderse porque el flujo de corriente se interrumpiría.

Comparación con la hidráulica Dos tanques de agua conectados en serie donde la salida del primero se conecta a la entrada del segundo. Una batería eléctrica suele estar formada por varias pilas eléctricas conectadas en serie, para alcanzar así el voltaje que se precise.

Circuito mixto

El circuito mixto posee algunos puntos de consumo conectados en serie y otros en paralelo, o sea, presenta sus elementos conectados unos en serie y otros en paralelo Como el circuito mixto es una composición de circuitos en serie con circuitos en paralelo, luego este presenta en un único circuito las características de los dos circuitos anteriores, o sea, tramos con funcionamiento independiente (circuito paralelo) y tramos con funcionamiento dependiente (circuito serie).

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Circuito mixto

Características A la parte serie del circuito, se le aplica lo estudiado para los circuitos serie. A la parte paralelo del circuito, se le aplica lo estudiado para los circuitos

paralelo. A la resistencia equivalente del circuito mixto la llamamos Req.

Hay varios conceptos y leyes que se deben tener en cuenta para el análisis de circuitos:

Existen unas leyes fundamentales que rigen a cualquier circuito eléctrico. Estas son:

Conceptos

• Conductor: Comúnmente llamado cable; es un hilo de resistencia despreciable (idealmente cero) que une los elementos para formar el circuito.

• Rama: Conjunto de todos los elementos de un circuito comprendidos entre dos nodos consecutivos

• Malla: Un grupo de ramas que están unidas en una red y que a su vez forman un

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lazo. • Nodo: Punto de un circuito donde concurren varios conductores distintos • Resistencia y capacitancia equivalente: Cuando en un circuito existen varios

resistores y capacitores, el valor total de la resistencia en el circuito se puede calcular de la siguiente manera; para circuitos serie, la resistencia equivalente es igual a la suma algebraica de los valores de cada una de las resistencias, para circuitos paralelo, aplicamos la siguiente fórmula: 1/Req: 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 +… …+ 1/Rn. En el caso de la capacitancia, se maneja de forma contraria a como se manejan las resistencias en este caso para circuitos de capacitores en paralelo, la capacitancia equivalente, corresponde a la suma algebraica de los valores de cada uno de los capacitores y en circuitos serie, la capacitancia equivalente se maneja mediante: 1/Ceq: 1/C1 + 1/C2 + 1/C3… …1/Cn

Leyes

• Ley de corriente de Kirchhoff: La suma de las corrientes que entran por un nodo deben ser igual a la suma de las corrientes que salen por ese nodo.

• Ley de tensiones de Kirchhoff: La suma de las tensiones en un lazo debe ser 0. • Ley de Ohm: La tensión en un resistor es igual al producto de la resistencia por la

corriente que fluye a través de él. • Teorema de Norton: Cualquier red que tenga una fuente de tensión o de corriente

y al menos un resistor es equivalente a una fuente ideal de corriente en paralelo con un resistor.

• Teorema de Thévenin: Cualquier red que tenga una fuente de tensión o de corriente y al menos un resistor es equivalente a una fuente ideal de tensión en serie con un resistor.

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Enlaces de interés Dónde podemos encontrar más información

Circuito en Paralelo.URL

http://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_en_paralelo http://www.monografias.com/trabajos32/circuito-en-paralelo/circuito-en-paralelo.shtml http://fresno.pntic.mec.es/~fagl0000/circuito_paralelo.htm

Circuito en serie.URL http://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_en_serie http://www.mailxmail.com/curso-electricidad-fisicos-tecnicos/circuitos-serie

Circuito misxto.URL

http://fresno.pntic.mec.es/~fagl0000/circuito_mixto.htm http://www.kalipedia.com/fisica-quimica/tema/electricidad-magnetismo/circuitos-mixtos.html?x=20070924klpcnafyq_323.Kes&ap=2