Circuitos Eléctricos.ppt (2).pptx

Lic.CervantesBeltran
CIRCUITOS ELÉCTRICOS
Juan Manuel Cervantes Beltran
Manuel Ramos Morales
Raul Antonio Ramirez
Circuitous en Series
Dos elementos están en serie si:
a)Solo comparten un punto en común
b) En ese punto no se encuentra conectado ningún otro elemento que porte corriente

  • La corriente es la misma en todo el circuito.
  • Las caídas de tensión son diferentes
  • La Resistencia total de un circuito en serie es la suma de los niveles de resistencia
La corriente esta dada por:

Para determinar las caídas de tensión en cada resistor se puede usar la Ley de Ohm.


Si se desea calcular las potencias de las resistencias individuales podemos utilizar las relaciones siguientes:

Circuitos en paralelo
Para determinar elementos en paralelo:
1. Dos elementos están en paralelo si comparten dos puntos en común.

  • La tensión es la misma en cada elemento en paralelo.
  • Las corrientes son diferentes
  • La Resistencia total de un circuito en paralelo es el reciproco de la sumatoria del inverso de cada resistencia
Si se desea encontrar la resistencia total de 2 resistores en paralelo se reduce a:


Para tres resistores en paralelo se obtiene:


Para determinar las diferentes corrientes del circuito tenemos:



La Electricidad y sus efectos fisiológicos
Trayectos que ofrecen mayores riesgos
Ley de voltajes de Kirchhoff
Se aplica un signo positivo para una elevación de voltaje (- a+) y un signo negativo para indicar una caída de voltaje (+ a -)


La LVK establece que la suma algebraica de las elevaciones y caídas de voltaje en una malla o trayectoria cerrada es cero.
El voltaje aplicado de un circuito en serie equivale a la suma total de caídas de voltaje de los elementos en serie
Ejercicios:

Aplicando LVK, determine los voltajes desconocidos en ambas redes.
Mas ejercicios…
Ley de corrientes de Kirchhoff
Se aplica una flecha indicando la dirección de la corriente para establecer si una corriente entra o sale del nodo

La LCK establece que la suma de las corrientes que entran a un nodo o “unión” es igual a la suma de las corrientes que salen del mismo.
Ejercicio:

Determine I1, I3, I4 e I5 para la red siguiente:

Fuentes de voltaje en serie
Se conectan para aumentar o disminuir el voltaje aplicado al circuito

El voltaje neto se determina simplemente al sumar las fuentes con la misma polaridad y restar las fuentes de polaridad opuesta.
Divisor de voltaje
En un circuito en serie:
“El voltaje en los elementos resistivos se dividirá en función de la magnitud de su resistencia”








Ejercicios:

Aplicando la regla del divisor de voltaje determine los voltajes V1 y V3 para el circuito.
Divisor de corriente
Esta técnica determina una corriente cuando se divide en un conjunto de ramas paralelas.


  • Para dos elementos de igual valor, la corriente se dividirá de forma equitativa.
  • Para elementos en paralelo de valores distintos, a menor resistencia, mayor será la porción de corriente de entrada.
  • Para elementos en paralelo de valores distintos, la corriente se dividirá a una razón inversa a los valores de los resistores.

Algunas Reglas a retener…
Ejercicio:

Encuentre la I1 para el circuito.
Técnica básica(Análisis de nodos)
  • Proceso general de análisis usando “tensiones de nodo” como variables de circuito.
  • La elección de tensiones de nodo reducen el número de ecuaciones a resolver


Objetivo del análisis nodal: Encontrar tensiones de nodo
Procedimiento del análisis nodal.

1. Se asigna un nodo de referencia y se asignan las tensiones V1, V2…Vn-1 a los n-1 nodos restantes.

2. Se aplica LCK a los nodos y se expresan las corrientes basándose en la Ley de Ohm.

3. Se resuelven las n-1 ecuaciones simultáneas; encontrándose las tensiones





Nota: el nodo de referencia es comúnmente llamado tierra, que se supone tiene un potencial de cero V=0
Un nodo de ref. se indica mediante los siguientes símbolos:

  • El tipo de tierra (a) se denomina tierra de chasis (armazón) y se usa en dispositivos donde la caja, el recipiente o el chasis
(armazón) actúa como punto de referencia para todos los Circuitos.
  • El tipo de tierra (b), (c) se denomina tierra física y se usa
cuando el potencial de la tierra se utiliza como referencia
Ejemplo:
Análisis nodal con fuentes de tensión

Caso 1: si una fuente de tensión se coloca entre el nodo de
referencia y uno de no referencia, la tensión de este último es
igual a la tensión de la fuente.
• Caso 2: si la fuente de tensión (independiente o dependiente)
se conecta entre dos nodos de no referencia, estos forman un
nodo generalizado o supernodo; se aplica la LCK y la LTK para
determinar las tensiones de nodo
• Un supernodo se forma encerrando una fuente de tensión
(independiente o dependiente) y cualesquiera elementos en
paralelo conectados con ella:
– La fuente de tensión dentro del supernodo proporciona una
ecuación de restricción que se necesita resolver con respecto
de las tensiones de nodo
– Un supernodo no tiene tensión propia
– Un supernodo requiere la aplicación de la LCK y de la LTK
Ejemplo :
i1+i4 = i2+i3 +V2 – 5 –V3 = 0
Técnica del análisis de mallas
  • En el análisis de mallas se usan corrientes de malla como variables de circuito.

  • El análisis utiliza la LVK para encontrar corrientes desconocidas


Objetivo del análisis de mallas :Encontrar corrientes en las trayectorias
Procedimiento del análisis de mallas

  • Asignar las corrientes i1, i2…in a las n mallas

  • Aplicar LVK a cada malla, expresar las tensione basándose en la Ley de Ohm

  • Resolver las “n” ecuaciones resultantes para obtener las corrientes



Ejemplo:
+V1 - R1i1 - R3 (i1 − i2 )= 0 −R3 (i2 − i1) - R2i2 - V2 = 0
Análisis de mallas con fuentes de corriente

Caso 1: Cuando una fuente de corriente se encuentra alrededor de una malla, esto provoca una menor cantidad de ecuaciones a resolver.
• Caso 2: Cuando existe una fuente de corriente (dependiente o independiente), entre dos mallas, se crea una “supermalla”, excluyendo la fuente de corriente y cualquier elemento conectado en serie a ella.
Si un circuito tiene dos o más supermallas que se intersecan,
éstas deben combinarse para formar una supermalla más
grande.

• Propiedades de una supermalla:
– La fuente de corriente en una supermalla no se ignora por
completo; ésta proporciona la ecuación de restricción que se
necesita para resolver las corrientes de malla
– Una supermalla no tiene corriente propia
– Una supermalla requiere la aplicación de la LTK y la LCK
Ejemplo:
+20V – 6i1 -10i2 – 4i2= 0 i1=-3.2A
i1- i2 = 6 i2= 2.8A
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