A 1 Cicuitos Electricos

7/25/2019 A 1 Cicuitos Electricos

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Asignatura: ELECTRONICA INDUSTRIAL

Titulacin: Ingeniera Tcnica Industrial

Curso 2008/2009

NDICENDICE

1. Introduccin

2. Seales

3. Componentes bsicos de los circuitos elctricos

Fuentes

Resistencias

Condensadores Bobinas

Transformadores

4. Teoremas bsicos para la resolucin de circuitos

5. Otros componentes de los circuitos elctricos


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1.1.- Que es la electrnica?

Campo de la ciencia relacionado con la generacin,transmisiny recepcinde informaciinformacinny con latransformacin de la energenerga ela elctricactrica

Objetivos:: Procesamiento y control de la informaciny conversin de la energa elctrica

Base o soporte de muchas reas tecnolgicas:

HW para Informtica Equipos de Telecomunicaciones

Equipos Industriales: FabricacinAlmacenamientoControlEtc.

Dos grandes reas: ElectrnicaANALOGICAElectrnica DIGITAL

1.- INTRODUCCION

1.2.- Sistemas electrnicos

Sistemas:Sistemas: Son entes que partiendo de una seal o estimulo de entrada, lo procesan yofrecen una seal de salida o actuacin con el exterior

1.- INTRODUCCION

Procesamiento de la sealSeal de entrada

(Dbil, Altas frecuencias)Seal de salida

(Fuerte, Frecuencias Audio)


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1.3.- Circuitos electrnicos

Circuito:Circuito: Conjunto de elementos o componentes electrnicos, tales comoresistencias, inductancias, condensadores, etc., interconectados elctricamente con

el objetivo de generar, transportar o modificar seales elctricas.

1.- INTRODUCCION

Estudio de los circuitos:

AnAnlisis:lisis: Calcular las tensiones y corrientes en

cualquier punto del circuito

SintesisSintesis:: Disear un circuito para obtener en

determinados puntos una relacin entre las tensiones

y corrientes deseada

[ Sistema Subsistema Bloque funcional Circuito Componentes ]

Rgimen de funcionamiento:

Transitorio:Transitorio: Respuesta obtenida inmediatamente

despus de aplicar una excitacin

Permanente:Permanente: Respuesta a una excitacin aplicada

durante un largo periodo de tiempo

2.1.- Tipos de seales

SeSeal analal analgica:gica:

Es aquella funcin matemtica continua en la que vara

su amplitud y/o frecuencia a lo largo del tiempo,

representando mediante estas variaciones la informacincontenida en la seal.

Algunas magnitudes fsicas portadoras de una seal de

este tipo son elctricas como la intensidad, la tensin y la

potencia

2.- SEALES

SeSeal digital:al digital:

Se dice que una seal es digital cuando las

magnitudes de la misma se representan mediantevalores discretos en lugar de variables continuas.

SeSeal:al: La variacin de una magnitud fsica que se utiliza para transmitir, procesar o

almacenar informacin


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V

tContinuaContinua PeriPeridicadica

V

t

ArbitrariaArbitraria

Las tensiones (V) o las corrientes (I) suelen tener una de las siguientes formas:

Tensin V, v(t) (Voltios) Corriente I, i(t) (Amperios)Potencia P, p(t) (Watios) P = V I p(t) = v(t) i(t) Energa E, e(t) (Julios)

=t2

t1

p(t)dtE

Las seales que aparecen en los circuitos electrnicos suelen representar una de las

siguientes magnitudes elctricas:

Para las peridicas se cumple que: v(tv(t ) =) = v(tv(t+T)+T) donde

T = periodoT = periodo (segundos) siendo f = 1/T la frecuencia (Herzios)

t

Senoidal

t

Cuadrada Triangular

t

A amplitud (o valor de pico)

2A valor pico a pico

frecuencia angular

Seales peridicas: Seales senoidales

f2 =

v(t) = Asen(t)A

T

t

Valor medio:

( ) =T

0

dttvT

1V

Valor Eficaz:

En ingls: r m s (root-mean-square)

( ) =T

0

2

efi dttvT

1V

Seales peridicas: Definiciones

Se dice que una seal es de alternacuando su valor medio es nulo

Al valor medio tambin se le llamacomponente continua de la seal


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Fuentes de tensin

Fuentes de corriente

Continua

Senoidal

+

3.1.- Fuentes

3.- COMPONENTES BSICOS DE LOS CIRCUITOS ELCTRICOS

v(t)

+

Al terna(peridica)

+~

Cuadrada

+

Triangular

+

Continua

Alterna(peridica)i(t)

+

Fuente de alimentacin o fuente continua Generador de funciones o fuente alterna

+~

+ +

3.1.- Fuentes



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R (Ohmios )

R

vRiviP

22 ===Potencia: En una resistencia la energa elctrica

se transforma en calor por efecto Joule.

3.2.- Resistencia (R)La resistencia es uno de los componentes ms usados en electricidad. La relacin

entre la tensin que se le aplica y la corriente que circula por ella, esta determinada

por la ley de Ohm.


+

-

I

V

)()(v tiRt = IRV=

R

tt

)(v)(i = RZ=

V L (Henrios H)

3.3.- Inductancia (L)

Un inductor o bobina es un componente pasivo de un circuito elctrico que debidoal fenmeno de la autoinduccin, almacena energa en forma de campo magntico.

Una inductancia est constituida por un cierto nmero de espiras devanadas sobreun material magntico de elevada permeabilidad

+

-

I


dt

tdi

Lt

)(

)(v = ILjV =

= dttvLt )(

1)(i

i

f

sLZ

LjZ

=

=


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+

C (Faradios F)

3.4.- Capacidad (C)Un condensador es un componente pasivo de un circuito elctrico que almacena

energa elctrica. Est formado por dos conductores o armaduras, generalmente en

forma de placas o lminas, separados por un material dielctrico, que, sometidos a

una diferencia de potencial adquieren una determinada carga elctrica.

-

I

V


dt

tdvCt )(

)(i =

Cj

IV

== dttiCt )(

1)(v

sCZ

CjZ

11==

3.5.- Transformador Ideal

Permite subir o bajar tensiones en funcin de la relacin de espiras entre el primario

y el secundario

N1:N2

V1

V2

i1 i2

11

2

2

VN

NV =

V1 V2



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1 Ley de Kirchhoff

4.- TEOREMAS BSICOS DE LOS CIRCUITOS ELCTRICOS

iR

i(t)

iL iC

La suma de todas las corrientes entrantes

en un nudo debe ser igual a la suma de

todas las corrientes salientes 52431 iiiii +=++

i1i2

i3

i4i5

V(t)

)(i)(i)(i)(iCLR tttt ++=

Ejemplo: Circuito RLC paraleloEjemplo: Circuito RLC paralelo

dt

tdCdtt

LR

tt

)(v)(v

1)(v)(i ++=

VCjLj

V

R

VI

++=

2 Ley de Kirchhoff


VR

i(t)

VL VC

4321 vvvv ++=

V(t)

)(v)(v)(v)(v CLR tttt ++=

Ejemplo: Circuito RLC serieEjemplo: Circuito RLC serie

dt

tdiLdtti

CtiRt

)()(

1)()(v ++=

Cj

IILjIRV

++=

La suma de las tensiones en una

malla cerrada de un circuito elctrico

debe ser siempre nula V1

V2 V3

V4

+


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AplicaciAplicacin teoremasn teoremas:Asociacin de Impedancias en Paralelo

+

-

i

V z1

i2

z2

i1in

zn

+

-

i

V zeq

n21

eq

Z

1...

Z

1

Z

1

1

+++=Z

AplicaciAplicacin teoremasn teoremas:Asociacin de Impedancias en Serie

+

-

i

V Zeq

+

-

i

V

R1 R2

RnV1 V2 Vn

n21eq Z...ZZZ +++=


21

1

RR

vi

+=

iRv 22 =

i

1

21

22 V

RR

RV

+=

iRR

RRv

21

21 +

=

1

1R

vi =

iRR

Ri

21

21

+=

AplicaciAplicacin teoremasn teoremas: Divisor de Tensin


+v1

v2R2

R1

i i2i1vR2R1

AplicaciAplicacin teoremasn teoremas: Divisor de Corriente


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Cualquier circuito lineal activo de dos terminales puede ser sustituido por una fuente

de tensin y una impedancia en serie.

Teorema de Thevenin


Tensin de Thevenin (VTH )

(Tensi(Tensin de circuito abierton de circuito abierto)

Es la tensin que aparece entre los

terminales de la carga (RL) cuando

se desconecta esta carga.

Se calcula coma la tensin en vaco

del circuito

A

B

i

v+

RL

VTH RTH

A

B

i

v RL

Resistencia de Thevenin (RTH )

Es la resistencia vista desde los

terminales A y B cuando se anulan

los generadores.

(Abrir los generadores de corriente

y cortocircuitar los de tensin)

Cualquier circuito lineal activo de dos terminales puede ser sustituido por una fuente

de corriente y una impedancia en paralelo

Teorema de Norton


Corriente de Norton (VTH )

(Corriente de cortocircuito(Corriente de cortocircuito)

Es la corriente que circula entre los

terminales de la carga (RL) cuando

se cortocircuitan

A

B

i

v+

RL

IN RN

A

B

i

v RL

Resistencia de Thevenin (RTH )

Es la resistencia vista desde los

terminales A y B cuando se anulan

los generadores.

TH

NR

THVI = THN RR =


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En un circuito lineal (compuesto por fuentes resistencias, bobinas y condensadores)

la corriente o la tensin en cualquier elemento del circuito se puede obtener como la

suma de las tensiones o corrientes debidas a cada una de las fuentes, cuando se

anulan las dems fuentes.

Principo de Superposicin


Vg

A

B

i

V RLIg

Vg

A

B

i

V1 RL

A

B

i

V2 RLIg

V = V1 + V2

5.- OTROS COMPONENTES DE LOS CIRCUITOS ELCTRICOS

Diodos Transistores Circuitos Integrados

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