Elaborada por: German Orlando Niño Uribe
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1. Circuitos eléctricos
Un circuito eléctrico es un camino cerrado por el cual pueden circular los electrones, si hacemos una semejanza con un circuito de carros de carrera veremos qué es lo mismo, en un circuito de carreras los autos dan vueltas (circulan) por el circuito, así como los electrones se mueven a través de un circuito eléctrico. Todo circuito eléctrico se compone de por lo menos 3 partes que son:
Fuente de alimentación: Es la encargada de entregar la energía eléctrica al circuito, normalmente son baterías pilas.
Carga: es el elemento que consume la energía eléctrica para hacer una tarea, por ejemplo un bombillo que transforma la electricidad en luz , o un motor que la transforma en movimiento.
Cables: son los encargados de transportar los electrones desde la fuente hasta la carga
La mayoría de circuitos tiene un medio de control que permite encender o pagar la carga cuando se necesita (interruptor o controlador).
En la imagen de abajo pueden ver un esquema de un circuito eléctrico básico en la imagen de la izquierda sin medio de control, y en la parte derecha con un interruptor para encender la carga que es un bombillo.
Pueden ver que en la imagen de arriba están los símbolos de los componentes eléctricos: batería, cable, bombillo, y interruptor. Como estos símbolos se verán más adelante se detallaran han el siguiente apartado.
Como la energía no se crea ni se destruye un circuito eléctrico lo que hacer es permitir que los electrones circulen y en la carga se transformen en otro tipo de energía, por ejemplo en una plancha la electricidad se transforma en calor. La energía calorífica generada por la plancha será igual a la energía perdida de la batería, por lo que está con el tiempo se desgastara hasta quedar inservible y recargarla o comprar otra.
Nunca se podrá obtener una energía en la carga mayor que la batería puede entregar.
Hay que tener cuidado con no unir directamente el positivo con el negativo de una batería sin que exista una carga en medio, ya que se producirá un cortocircuito.
Como en un cortocircuito la energía eléctrica no se puede transformar en una carga, al
unir directamente el positivo con el negativo la energía que se debería liberar de otra
manera se libera en forma de calor, sobrecalentando las líneas y fundiendo los cables
en un evento violento y peligroso para el ser humano (esto depende también de la
potencia de la fuente, no será igual un corto a 220 Voltios o a 9 voltios)
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2. Componentes eléctricos 1
Cable
Hilo conductor cuya función es permitir que los electrones se muevan en un circuito.
Su símbolo es:
Batería
Elemento encargado de generar energía eléctrica mediante una reacción química para
alimentar circuitos eléctricos, tiene 2 polos uno positivo y otro negativo. Su símbolo es:
(el terminal más grande es el polo positivo, el más pequeño es el negativo)
Bombillo
Componente eléctrico formado por un filamento de tungsteno que al circularle una corriente eléctrica se calienta hasta emitir luz por el efecto joule (pueden alcanzar los 1200 grados); su símbolo es ò
Interruptor
Componente eléctrico cuya función es permitir o no el paso de los electrones, cuando el interruptor está abierto por el circuito no puede circular corriente ya que lo desconecta, cuando está cerrado permite el flujo de corriente.
Existen 2 tipos de interruptores el normalmente abierto que en su estado normal abre el circuito impidiendo el flujo de corriente y al accionarlo se cierra activando la carga su símbolo es:
El interruptor normalmente cerrado es el opuesto al normalmente abierto, en su estado natural permite el flujo de corriente y al accionarse se abre cortando la corriente. Su símbolo es:
Pulsador
Componente eléctrico cuya función es permitir o no el paso de los electrones, cuando el interruptor está abierto por el circuito no puede circular corriente ya que lo desconecta, cuando está cerrado permite el flujo de corriente.
A diferencia del interruptor que una vez accionado se mantiene hasta que se otro
pulso, por ejemplo como un interruptor de luz, una vez accionado la luz seguirá
encendida hasta que lo apaguemos; el pulsador no se mantiene activo, al quitar el
dedo de encima de él se devuelve a su estado inicial, por ejemplo como un timbre
donde emitirá sonido mientras tengamos el dedo accionándolo, pero al quitar el dedo
se apagara, También existen 2 tipos de pulsadores:
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R1 600Ω
R1 12Ω R2
5Ω R3 8Ω V1
30 V
El pulsador normalmente abierto (NA) al accionarse se cierra su símbolo es el pulsador normalmente cerrado (NC) al accionarse se abre su símbolo es
Motor
Transforma la energía eléctrica en un movimiento rotacional se usa cuando se necesita generar movimiento con electricidad, por ejemplo en licuadoras, lavadoras, etc. Su símbolo es:
Resistencia
Como se hablo antes una resistencia es un elemento que se opone al paso de la corriente transformándola en calor, su símbolo es: ò
Tierra
Hace referencia a una conexión eléctrica que se envía a la tierra, esto se hace para proteger en caso de emergencia y enviar la energía a la tierra, en la mayoría de circuitos electrónicos la tierra se une con el negativo de la batería, su símbolo es:
3. Calculo de circuitos resistivos básicos
Como vimos anteriormente un circuito eléctrico es un camino cerrado por el cual circulan los electrones desde una fuente, hasta una carga. Constructivamente existen 2 tipos básicos de circuitos eléctricos que son el serie y el paralelo pasaremos a explicar cada uno de ellos.
Circuito Serie
En un circuito serie los componentes se conectan uno a continuación del otro de modo que la misma corriente deba pasar por todos los elementos del circuito, en la imagen de abajo en la parte izquierda pueden ver 3 resistencias y 1 fuente de 30 voltios, en la parte izquierda pueden ver la conexión de esos elementos en serie.
Si observamos la figura de la derecha vemos que el cable 1 conecta la fuente con R2, después de esta va R1, después de esta va R3 y luego vuelve a la fuente. Es decir que todos los elementos van uno después del otro de modo que la corriente debe circular por todos los elementos, si miramos la intensidad veremos que los electrones para pasar por R2, deben primero haber pasado por R1.
R1 12Ω R2
5Ω
R3 8Ω V1
30 V
1 2
3
4
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R1 12Ω R2 5Ω
R3 8Ω V1 30 V
Circuito Paralelo
En un circuito paralelo los componentes se conectan uniendo sus terminales de modo que todos queden conectados a los terminales de la fuente de alimentación, en la imagen de abajo en la parte izquierda pueden ver 3 resistencias y 1 fuente de 30 voltios, en la parte izquierda pueden ver la conexión de esos elementos en paralelo.
Pueden ver en la imagen de la derecha que los terminales de R1, R2, R3 y la fuente están unidos.
Características de los circuitos Serie y paralelo.
Voltaje: En un circuito en paralelo el voltaje es el mismo para todos sus componentes, ya que sus terminales se hallan unidos, en cambio para un circuito en serie el voltaje se divide con forme la corriente atraviesa cada resistencia, matemáticamente para un circuito serie:
Voltaje Total (VT)= VR1 + VR2+VR3 30V=VR1+VR2+VR3
En la imagen de abajo pueden ver un circuito en serie formado por 3 resistencias, los 3 medidores de voltaje (XMM1, XMM2, XMM3) miden las caídas de voltaje en cada resistencia.
La suma de los voltajes en las resistencias conectadas en seria dará como resultado el voltaje total aplicado. En paralelo simplemente es igual para todas ya que todas van a la batería.
Corriente: En un circuito en serie la corriente es la misma para todos los componentes ya que están conectados uno después del otro. Para un circuito
R1 12Ω R2 5Ω
R3 8Ω V1
30 V 1
2
R1
12Ω R2
5Ω R3
8Ω V1
30 V XMM1
1
XMM3
2
XMM4 5 6
