TEMA 5: Electricidad. Teoría de circuitos

La electricidad es el movimiento de electrones de un cuerpo a otro

Circuito eléctrico

Es un conjunto de elementos conductores que transmiten la corriente eléctrica.

Está formado por tres tipos de componentes:

  • Generadores (batería)
  • Elementos de control (interruptor)
  • Receptores (bombilla)

El sentido real de la corriente va de - a +, aunque en los esquemas eléctricos se representa de + a - .

Corriente alterna (CA)

 

  • De A a B se completa un ciclo completo.
  • Frecuencia: 1 ciclo/s = Hz 
  • Es más peligrosa porque el Vmáx y Vmín tienen valores muy elevados.

Corriente continua (CC)

  • Tiene siempre la misma intensidad
  • Es menos peligrosa que la CA

Tipos de circuitos

Circuito en serie

Los dispositivos se conectan sucesivamente. Cada dispositivo debe funcionar para que el circuito se complete. Por eso se usa muchas veces para proteger componentes, porque si uno de los elementos se estropea, el circuito deja de funcionar y los otros componentes no se dañarán

Fórmulas:

RT= R1+ R2+ R3

IT= IR1= IR2= IR3

VT= VR1+ VR2+ VR3

Circuito en paralelo

En un circuito paralelo los dispositivos están colocados de tal forma en la que los terminales de entrada y los de salida de todos los dispositivos conectados coinciden entre sí. 

 

 

Fórmulas:

1/RT= 1/R1+ 1/R2+ 1/R3

IT= IR1+ IR2+ IR3

VT= VR1= VR2= VR3


Circuito mixto

 

 

 

Mezcla los circuitos en serie y los paralelos. En este caso R1

está conectado en serie con el circuito paralelo de R2 y R3.

Para calcular los distintos parámetros se usan las fórmulas

de los dos anteriores.

~Ejercicios~

1.

En el siguiente circuito calcula                                                            ejercicio-resistencia-serie-1  

  • La resistencia total del circuito en serie
  • La corriente de la fuente
  • Determine los voltajes V1, V2, y V3,

RT? 

Tenemos que sumar, sumar las resistencias porque éstas se encuentran en serie, entonces: 

\displaystyle {{R}_{T}}=2\Omega +1\Omega +5\Omega =8\Omega  

Esto significa que la Resistencia total equivale a 8 Ohms

Corriente de la fuente?

Para poder encontrar la corriente de la fuente, tenemos que relacionar las variables de tensión (V) y resistencias (RT), así que aplicamos la Ley del Ohm para poder resolverlo.

\displaystyle I=\frac{V}{R}=\frac{20v}{8\Omega }=2.5A

Voltajes en V1, V2 y V3?

\displaystyle V=I\cdot R

\displaystyle {{V}_{1}}=(2.5A)(2\Omega )=5V

\displaystyle {{V}_{2}}=(2.5A)(1\Omega )=2.5V

\displaystyle {{V}_{3}}=(2.5A)(5\Omega )=12.5V

 

Sumemos todas los voltajes obtenidos para comprobar si es igual a la de la fuente principal.

\displaystyle {{V}_{T}}={{V}_{1}}+{{V}_{2}}+{{V}_{3}}=5V+2.5V+12.5V=20V

2.

En la siguiente red en paralelo calcular los siguientes puntos

  • La Resistencia Total
  • La Corriente Total
  • La corriente en I1 e I2

Ejercicio de suma de resistencias en paralelo

RT?

Al haber solo dos resistencias en paralelo podemos aplicar la siguiente fórmula:

\displaystyle ~{{R}_{T}}=\frac{{{R}_{1}}{{R}_{2}}}{{{R}_{1}}+{{R}_{2}}}

\displaystyle {{R}_{T}}=\frac{{{R}_{1}}{{R}_{2}}}{{{R}_{1}}+{{R}_{2}}}=\frac{\left( 9\Omega  \right)\left( 18\Omega  \right)}{9\Omega +18\Omega }=6\Omega

IT?

Aplicamos la Ley del Ohm

\displaystyle {{I}_{t}}=\frac{V}{{{R}_{T}}}=\frac{27V}{6\Omega }=4.5A

I1 e I2?

Para poder calcular la corriente que pasa a través de la resistencia de 9 Ohms basta con relacionar la ley del ohm y aplicarla. Y hacemos lo mismo con la otra resistencia

\displaystyle {{I}_{1}}=\frac{V}{{{R}_{1}}}=\frac{27V}{9\Omega }=3A

Y hacemos lo mismo con la otra resistencia:

\displaystyle {{I}_{2}}=\frac{V}{{{R}_{2}}}=\frac{27V}{18\Omega }=1.5A

Podemos comprobar sumando y viendo si las corrientes en paralelo nos da la corriente total del circuito

\displaystyle {{I}_{T}}={{I}_{1}}+{{I}_{2}}

\displaystyle {{I}_{T}}=3A+1.5A=4.5

3.