Se denomina circuito eléctrico al conjunto de elementos eléctricos conectados entre sí que permiten generar, transportar y utilizar la energía eléctrica con la finalidad de transformarla en otro tipo de energía como, por ejemplo, energía calorífica (estufa), energía lumínica (bombilla) o energía mecánica (motor). Esto permite el flujo de una corriente que continúa por tres magnitudes relacionados entre sí. La primera es la diferencia de potencial en el circuito, que en ocasiones se le llama electromotriz. La segunda, es la intensidad de corriente. La tercera magnitud es la resistencia del circuito.
Un circuito eléctrico es la trayectoria completa y cerrada por donde se mueven las cargas eléctricas. Un circuito forma un ciclo que empieza y termina en el mismo lugar. Los circuitos eléctricos consisten de 3 partes físicas que son:
* FUENTE DE ENERGÍA-batería una celda solar o un generador eléctrico
* CABLES- conectan las otras partes del circuito
* RESISTENCIAS- son los enseres que usan la energía eléctricas, tales como radios y lámparas. Estos se encargan de transformar la energía eléctrica a otras formas de energía.
* INTERRUPTOR- dispositivo que tiene la función de abrir y cerrar el circuito. el circuito funciona y permite el movimiento de las cargas eléctricas cuando el interruptor esta cerrado.
Para que circule la corriente, el circuito debe estar cerrado, es decir, todos los componentes del circuito deben de estar conectados y el interruptor cerrado, de manera que la corriente valla desde el borne de un generador hasta el otro.
EFECTO DE LA TEMPERATURA:
Un factor es muy importante, es capaz de desestabilizarla a los transistores, es la temperatura. Se aprecia que los semiconductores pueden permitir el paso de corriente, pero necesitan una pequeña ayuda, se les pueden dopar o aumentar la temperatura, para que circulen los electrones de la última capa. Pues bien , los transistores son uniones P.-N y los materiales P y tipo N, son semiconductores dopados, luego, van a permitir el paso de la corriente a una variación de temperatura.
TIPOS DE CIRCUITOS:
CIRCUITOS EN SERIE
Los receptores se conectan una a continuación del otro, el final del primero con el principio del segundo y así sucesivamente. Veamos un ejemplo de dos lámparas en serie:
Los receptores se conectan una a continuación del otro, el final del primero con el principio del segundo y así sucesivamente. Veamos un ejemplo de dos lámparas en serie:
Características Circuitos en Serie
Este tipo d circuitos tiene la característica 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 tensión total es igual a la suma de las tensiones en cada uno de los receptores conectados en serie. Vt = V1 + V2.
Podemos conectar 2, 3 o los receptores que queramos en serie.
Si desconectamos un receptor, todos los demás receptores en serie con el, dejaran de funcionar (no puede pasar la corriente).
CIRCUITOS EN PARALELO
Son los circuitos en los que los receptores se conectan todas las entradas de los receptores unidas y todas las salidas también se unen por otro lado. Veamos el ejemplo de 2 lámparas en paralelo.
Característica de los Circuitos en Paralelo
Las tensiones de todos los receptores son iguales a la tensión total del circuito. Vt = V1 = V2.
Las 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 fórmula: 1/Rt = 1/R1 + 1/R2; si despejamos la Rt quedaría:
Rt = 1/(1/R1+1/R2)
Todos los receptores conectados en paralelo quedarán trabajando a la misma tensión que tenga el generador.
Si quitamos un receptor del circuito los otros seguirán funcionando.
Aquí te dejamos un ejemplo de conexión real en serie y en paralelo de 2 bombillas con cables. Fíjate sobre todo en el circuito paralelo que no hace falta hacer ningún empalme en los cables, se unen en los bornes (contactos) de las propias lámparas.
Las tensiones de todos los receptores son iguales a la tensión total del circuito. Vt = V1 = V2.
Las 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 fórmula: 1/Rt = 1/R1 + 1/R2; si despejamos la Rt quedaría:
Rt = 1/(1/R1+1/R2)
Todos los receptores conectados en paralelo quedarán trabajando a la misma tensión que tenga el generador.
Si quitamos un receptor del circuito los otros seguirán funcionando.
Aquí te dejamos un ejemplo de conexión real en serie y en paralelo de 2 bombillas con cables. Fíjate sobre todo en el circuito paralelo que no hace falta hacer ningún empalme en los cables, se unen en los bornes (contactos) de las propias lámparas.
CIRCUITO MIXTOS
Son aquellos circuitos eléctricos que combinan serie y paralelo. Lógicamente estos circuitos tendrán más de 2 receptores, ya que si tuvieran 2 estarían en serie o en paralelo. Veamos un ejemplo de un circuito mixto.
En este tipo de circuitos hay que combinar los receptores en serie y en paralelo para calcularlos. Puedes ver como se calculan en este enlace: Circuitos Mixtos.
SOBRECARGA
Se dice que un circuito esta sobrecargado cuando fluye demasiada corriente a través de él. Cuando un circuito esta sobrecargado, los conductores se calientan y si continúa la misma situación, el material aislante se derretirá y quemara. Debe tenerse una protección en el circuito que corte la corriente antes de que alcance un nivel peligroso. Se conoce como protección del circuito.
Demasiadas conexiones en una misma salida sobrecargan el circuito. Esta es una razón importante por la cual una caja de salida tiene solo dos enchufes. Mucha gente lo pasa por alto y mediante extensiones logra conectar más de un aparato en cada enchufe. El principal argumento en contra de los enchufes múltiples es que permiten conectar aparatos en los portalámparas. La figura muestra el uso peligroso de los enchufes múltiples.
Un circuito se sobrecarga cuando fluye por él demasiada corriente; entonces, lo primero que debe buscarse es que determina la corriente que fluye por un circuito. Recordamos que para determinar la corriente de un circuito se divide el voltaje entre la resistencia. Así que si se proporcionan 110 voltios a un circuito con resistencia de 20 ohmios la corriente será 10 voltios = 51/2 amperios 20 ohmios De aquí se ve que la corriente es determinada por el voltaje y por la resistencia.
Muchos alambrados de casa están diseñados para conducir hasta 15 amperios sin peligro. Recuerde la ley de Ohm y vera que para encontrar la resistencia se divide el voltaje entre los amperios.
Un circuito se sobrecarga cuando fluye por él demasiada corriente; entonces, lo primero que debe buscarse es que determina la corriente que fluye por un circuito. Recordamos que para determinar la corriente de un circuito se divide el voltaje entre la resistencia. Así que si se proporcionan 110 voltios a un circuito con resistencia de 20 ohmios la corriente será 10 voltios = 51/2 amperios 20 ohmios De aquí se ve que la corriente es determinada por el voltaje y por la resistencia.
Muchos alambrados de casa están diseñados para conducir hasta 15 amperios sin peligro. Recuerde la ley de Ohm y vera que para encontrar la resistencia se divide el voltaje entre los amperios.
Demasiadas conexiones en una misma salida sobrecargan el circuito. Esta es una razón importante por la cual una caja de salida tiene solo dos enchufes. Mucha gente lo pasa por alto y mediante extensiones logra conectar más de un aparato en cada enchufe. El principal argumento en contra de los enchufes múltiples es que permiten conectar aparatos en los portalámparas. La figura muestra el uso peligroso de los enchufes múltiples.
Un circuito se sobrecarga cuando fluye por él demasiada corriente; entonces, lo primero que debe buscarse es que determina la corriente que fluye por un circuito. Recordamos que para determinar la corriente de un circuito se divide el voltaje entre la resistencia. Así que si se proporcionan 110 voltios a un circuito con resistencia de 20 ohmios la corriente será 10 voltios = 51/2 amperios 20 ohmios De aquí se ve que la corriente es determinada por el voltaje y por la resistencia.
Muchos alambrados de casa están diseñados para conducir hasta 15 amperios sin peligro. Recuerde la ley de Ohm y vera que para encontrar la resistencia se divide el voltaje entre los amperios.
Un circuito se sobrecarga cuando fluye por él demasiada corriente; entonces, lo primero que debe buscarse es que determina la corriente que fluye por un circuito. Recordamos que para determinar la corriente de un circuito se divide el voltaje entre la resistencia. Así que si se proporcionan 110 voltios a un circuito con resistencia de 20 ohmios la corriente será 10 voltios = 51/2 amperios 20 ohmios De aquí se ve que la corriente es determinada por el voltaje y por la resistencia.
Muchos alambrados de casa están diseñados para conducir hasta 15 amperios sin peligro. Recuerde la ley de Ohm y vera que para encontrar la resistencia se divide el voltaje entre los amperios.
CORTOCIRCUITO
Se denomina cortocircuito al fallo en un aparato o línea eléctrica por el cual la corriente eléctrica pasa directamente del conductor activo o fase al neutro o tierra en sistemas monofásicos de corriente alterna, entre dos fases o igual al caso anterior para sistemas polifásicos, o entre polos opuestos en el caso de corriente continua. Es decir: Es un defecto de baja impedancia entre dos puntos de potencial diferente y produce arco eléctrico, esfuerzos electrodinámicos y esfuerzos térmicos. l cortocircuito se produce normalmente por los fallos en el aislante de los conductores, cuando estos quedan sumergidos en un medio conductor como el agua o por contacto accidental entre conductores aéreos por fuertes vientos o rotura de los apoyos. El cortocircuito se produce normalmente por los fallos en el aislante de los conductores, cuando estos quedan sumergidos en un medio conductor como el agua o por contacto accidental entre conductores aéreos por fuertes vientos o rotura de los apoyos.
CONCEPTO:
Se le denomina resistencia eléctrica a la igualdad de oposición que tienen los electrones al moverse a través de un conductor. La unidad de resistencia en el Sistema Internacional es el ohmio, que se representa con la letra griega omega (Ω), en honor al físico alemán Georg Ohm, quien descubrió el principio que ahora lleva su nombre.
La resistencia de un material depende directamente de dicho coeficiente, además es directamente proporcional a su longitud (aumenta conforme es mayor su longitud) y es inversamente proporcional a su sección transversal (disminuye conforme aumenta su grosor o sección transversal).
CONDUCCION DE LA CORRIENTE
Un material conductor posee gran cantidad de electrones libres, por lo que es posible el paso de la electricidad a través del mismo. Los electrones libres, aunque existen en el material, no se puede decir que pertenezcan a algún átomo determinado.Una corriente de electricidad existe en un lugar cuando una carga neta se transporta desde ese lugar a otro en dicha región. Supongamos que la carga se mueve a través de un alambre. Si la carga q se transporta a través de una sección transversal dada del alambre, en un tiempo t, entonces la intensidad de corriente I, a través del alambre es:
Aquí q está dada en culombios, t en segundos, e I en amperios. Por lo cual, la equivalencia es:
Una característica de los electrones libres es que, incluso sin aplicarles un campo eléctrico desde afuera, se mueven a través del objeto de forma aleatoria debido a la energía calórica. En el caso de que no hayan aplicado ningún campo eléctrico, cumplen con la regla de que la media de estos movimientos aleatorios dentro del objeto es igual a cero. Esto es: dado un plano irreal trazado a través del objeto, si sumamos las cargas (electrones) que atraviesan dicho plano en un sentido, y sustraemos las cargas que lo recorren en sentido inverso, estas cantidades se anulan.
Si la intensidad es constante en el tiempo, se dice que la corriente es continua; en caso contrario, se llama variable. Si no se produce almacenamiento ni disminución de carga en ningún punto del conductor, la corriente es estacionaria.
Para obtener una corriente de 1 amperio, es necesario que 1 culombio de carga eléctrica por segundo esté atravesando un plano imaginario trazado en el material conductor.
VARIACIÓN DE LA RESISTENCIA POR DIFERENTES FACTORES.
Según el área transversal:
*Si se corta perpendicularmente un alambre ene cualquier punto a este corte se le denomina sección.
*A mayor sección transversal menor resistencia.
Según la Longitud:
*Se representa por el trayecto efectivo que sigue la corriente.
*A mayor longitud aumentara la resistencia eléctrica.
Según el Material:
*Todos los materiales presentan resistencia eléctrica en cierto modo, por lo cual a acada uno se le puede otorgar un valor de resistividad.
Según la Temperatura:
*Este nuevo valor de resistencia a una nueva temperatura, conociendo el valor de resistencia a una temperatura dada se obtiene utilizando la siguiente fórmula: Rtf = Rto x [1+ α (tf - to)]
Es por este motivo que el circuito o sistema que contenga estos elementos, debe funcionar en ambientes donde la temperatura sea normal y constante. Si no fuera así y la temperatura en el lugar donde está el elemento, varía a una temperatura que se conoce, se puede obtener el nuevo valor de resistencia.
CONEXIONES DE LAS RESISTENCIAS
Cuando las resistencias o elementos resistivos están conectados en serie, si uno de ellos deja de funcionar, la corriente se interrumpe en todo el circuito.
La característica de una conexión de resistencias en serie es:
* La resistencia total es igual a la suma de todas las resistencias parciales:
(R1 + R2 + R3 + ....) RT = R1 + R2 + R3 + .... + Rn
Es por eso que si un elemento no funciona, los otros continúan trabajando.
La característica de una conexión en paralelo es la siguiente:
* Considerando que el voltaje es el mismo en todo el circuito, la resistencia total se calcula de la siguiente manera:
1/RT = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ... + 1/Rn
MEDIDAS DE RESISTENCIAS
La mayoría de las resistencias llevan indicado su valor mediante un código de color en bandas, donde cada color equivale a una potencia de 10, dependiendo de su posición. La última banda puede ser dorada, plateada (10%) o carecer de color: 20%. (En nuestro caso, siempre es dorada, por lo que se garantiza un 5% de su valor), indicándose así la tolerancia del fabricante, para obtener el valor indicado de la resistencia.
R = x y 10
De esta forma, primero, medimos la resistencia del potenciómetro (resistencia con dos terminales fijos), y posteriormente la del reóstato (resistencia variable), cuyos resultados, están en los anexos.
Siendo el código normalizado de colores:
-negro 0 -verde 5
-marrón 1 -azul 6
-rojo 2 -violeta 7
-naranja 3 -gris 8
-amarillo 4 -blanco 9
Tipos de empalmes:
EMPALME T simple
Para realizar una unión de un alambre a otro que corre sin interrupción, se emplea este tipo de empalme.
1. Retire aproximadamente 3 cm de aislamiento del alambre que corre, utilice navaja o pinzas.
2. Retire aproximadamente 8 cm de aislamiento de la punta del cable que va a unir.
3. Coloque el alambre a derivar en forma perpendicular (en ángulo recto) al alambre corrido (principal).
EMPALME TRENZADO
EMPALME EN ESTRELLA O PROLONGACIÓN
EMPALME COLA DE CERDO
Trenzado: (o de cola de ratón) es el más sencillo se emplea en las cajas de empalme, en el montaje de circuitos eléctricos, entre otros. Cuando los cables no están sujetos a movimientos ni tirones.
En este tipo de uniones, el encintado puede ser sustituido por un conector de capuchón.
1. Retire aproximadamente 1 pulgada de aislamiento de cada una de las puntas de los conductores a unir.
2. Coloque las puntas formando una "X" un poco antes de donde está el aislante, y con la ayuda de una pinza comience a torcer las puntas desnudas como si fuera una cuerda.
3. Apriete correctamente la unión, pero de forma firme, sin estropear los cables. Si desea sustituir el encintado coloque el conector de capuchón.
EMPALME EN ESTRELLA O PROLONGACIÓN
Este tipo de empalme se utiliza para la prolongación de cables gruesos.
1. Retire aproximadamente de 8 a 10 cm de aislamiento de las puntas de los cables a unir.
2. Con un alambre delgado (o sujételo con un alicate), realice un atado en forma de anillo de aproximadamente 3 cm del aislamiento de cada una de las puntas y con las pinzas apriételos.
3. Abra los alambres del cable tomando como punto de partida el anillo, enderece y limpie cada alambre.
4. De cada uno de los cables corte el alambre central a la altura de donde realizó la atadura del anillo.
5. Retire el anillo de una de las puntas de los cables y coloque ésta de frente a la otra punta, entrelazando los hilos que quedaron abiertos.
6. Comience a enrollar los alambres de la punta del cable atado, en sentido contrario al trenzado del cable al que le quitó la atadura o anillo.
7. Quite el anillo de la otra punta y comience a enrollar los hilos del otro lado, continúe enrollando hasta que no queden puntas sueltas.
8. Con la ayuda de las pinzas, apriete las vueltas o espiras y corte los extremos sobrantes.
Se usa en instalaciones interiores, donde se requiere unir un alambre con un cable.
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