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Principios Básicos de Circuitos Eléctricos: Leyes Fundamentales y Aplicaciones, Ejercicios de Análisis de Circuitos Eléctricos

Una introducción a las leyes fundamentales de la electrónica, específicamente en el contexto de circuitos eléctricos. Se abordan las leyes de Ohm, Watt, voltajes y corrientes de Kirchhoff, y se proveen ecuaciones y ejemplos para su comprensión. Además, se explica el concepto de potencia eléctrica y se ofrecen conversiones entre unidades. Este texto es fundamental para estudiantes de ingeniería eléctrica o electrónica.

Tipo: Ejercicios

2021/2022

Subido el 09/02/2022

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SEMESTRE ENERO JUNIO 2022
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA
Actividad Fundamental
Principios Básicos de
Circuitos Eléctricos
Docente: Ana Orozco Ramírez
Materia: Circuitos Eléctricos
Hora: V4
Alumna: Karen Guadalupe Candia Flores
Introducción
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¡Descarga Principios Básicos de Circuitos Eléctricos: Leyes Fundamentales y Aplicaciones y más Ejercicios en PDF de Análisis de Circuitos Eléctricos solo en Docsity!

SEMESTRE ENERO – JUNIO 2022

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA Actividad Fundamental Principios Básicos de Circuitos Eléctricos Docente: Ana Orozco Ramírez Materia: Circuitos Eléctricos Hora: V Alumna: Karen Guadalupe Candia Flores Introducción

Las Leyes Fundamentales en la rama de Circuitos Eléctricos. Las leyes básicas y más importantes del análisis de circuitos eléctricos son 4 las cuales son: Ley de Ohm, Ley de corrientes de Kirchhoff, Ley de Voltajes de Kirchhoff y Ley de Faraday. Ley Ohm George Simon Ohm, formuló en 1827 la que se conoce como Ley de Ohm. Posiblemente una de las leyes fundamentales de la electrónica. Primero definió matemáticamente las tres magnitudes físicas principales de la electrónica: Diferencia de Potencial (o Voltaje), Resistencia y Corriente (o Intensidad) La Ley de Ohm relaciona estas tres magnitudes físicas, siendo su enunciado el siguiente: La Corriente que circula por un circuito eléctrico varía de manera directamente proporcional a la Diferencia de Potencial, e inversamente proporcional con la Resistencia del circuito. La ley de Ohm se aplica a la totalidad de un circuito o a una parte de este. Analicemos la parte del circuito que analicemos, siempre se cumplirá. Ley de Watt

La Ley de Watt hace referencia a la potencia eléctrica de un

componente electrónico o un aparato y se define como la

potencia consumida por la carga es directamente proporcional

al voltaje suministrado y a la corriente que circula por este. La

unidad de la potencia es el Watt. El símbolo para representar la

Para encontrar la potencia eléctrica (P) podemos emplear las

siguientes formulas:

Conociendo el voltaje y corriente:

P = V x I

Conociendo la resistencia eléctrica y corriente:

P = R x I^2

Conociendo el voltaje y la resistencia eléctrica:

P =V^2

R

Donde:

  • Fuente (5V) > aumento de tensión
  • (VR1 + VR2 + VR3) > suma de caídas de tensión Con la ayuda de este conocimiento se puede obtener el valor de la tensión en cualquier resistencia que esté en un camino cerrado. Se puede ver con ayuda de los datos que se presentan en el gráfico. 5V = 2V + 2.5V + 0.5V ó 5V (2V + 2.5V + 0.5V) = 0 Algunas veces en los circuitos en serie hay más de dos fuentes de tensión y no es fácil saber en qué sentido circula la corriente. En este caso se supone que la corriente circula en un sentido y se hace el análisis. Corrientes de Kirchhoff Le ley de corriente o también conocida como primera ley o ley de nodos de Kirchhoff (LCK) algebraica de las corrientes eléctricas que entran es igual a la suma de corrientes que salen. Como equivalente, la suma algebraica de todas las corrientes que pasan por el nodo es igual a cero. Nodo Es la unión entre dos o más elementos dentro de un circuito eléctrico. En cuanto a los nodos pueden estar a simple vista o distribuidos a lo largo de un mismo cable pero afín de cuentas todos están unidos al mismo cable.

Corriente eléctrica La corriente eléctrica es un flujo de electrones que circula a través de materiales conductores en un circuito cerrado. Divisor de Voltaje Un divisor de voltaje requiere que se conecte una fuente de voltaje a través de dos resistencias en serie. Es posible que el divisor de voltaje sea dibujado de distintas maneras, pero siempre debe ser esencialmente el mismo circuito. Llamamos a la resistencia más cercana al voltaje de entrada (Vin) R1 y a la resistencia más cercana a tierra R2. La caída de voltaje en R2 es nuestro voltaje de salida (Vout), este es el voltaje resultante de nuestro circuito, que como ya se mencionó es una fracción de nuestro voltaje de entrada. La ecuación del divisor de voltaje supone que se conocen tres valores del circuito anterior: el voltaje de entrada (Vin), y ambos valores de resistencia (R1 y R2). Teniendo en cuenta estos valores, podemos usar esta ecuación para encontrar el voltaje de salida (Vout): Esta ecuación establece que el voltaje de salida es directamente proporcional al voltaje de entrada conforme a la relación de R1 y R2. Simplificaciones Hay algunas generalidades que se deben tener en cuenta al utilizar los divisores de voltaje. Estas son simplificaciones que hacen que la evaluación de un circuito divisor de voltaje sea un poco más fácil.

  • En primer lugar, si R2 y R1 son iguales, entonces el voltaje de salida es la mitad del de la entrada. Esto es así independientemente de los valores de las resistencias.

Conexión en paralelo La conexión en paralelo o circuito paralelo es aquel en que los terminales de los componentes se conectan entre sí, uno al lado del otro, en una derivación y con una única conexión a la fuente de tensión. √3Vf , es decir el voltaje de fase Vf es raíz de 3 veces menor que el voltaje de línea Vl . . arranque. de fase Vf Mientras que la corriente de fase es raíz de 3 veces menor que la corriente de línea El nivel de aislamiento, es alto, ya que el voltaje de línea Vl es igual al voltaje de fase. Este tipo de conexión, generalmente se emplea cuando se requiere un alto torque de arranque.

Transformación Delta Y Δ Y

Para que la transformación sea equivalente, la resistencia entre ambos pares de terminales debe ser la misma antes y después. Es posible escribir tres ecuaciones simultáneas para hacer evidente esta restricción.

La demostración de ésta fórmula es muy sencilla, por ejemplo sabemos que la configuración delta contiene las siguientes resistencias: Y la configuración estrella, contiene éstas otras: Pues bien, para pasar de Delta a Estrella, lo haremos de la siguiente manera, prestar atención a lo único que hay que tomar importancia.

  1. El valor de la resistencia que se desea conocer, se multiplica por las resistencias de sus costados.
  2. El resultado del producto de las resistencias del costado, se divide entre la suma de todas las resistencias. Obteniendo R 1 Siguiendo este pequeño algoritmo, podemos establecer entonces que si deseamos conocer el valor de la resistencia R1, buscamos las dos resistencias de sus costados que son Rb y Rc, y la dividimos por la suma de todas las resistencias es decir Ra + Rb + Rc. ¿fácil no? , entonces esto quedaría de la siguiente forma. Obteniendo R 2 Hacemos el mismo procedimiento, es decir buscamos a R2 y vemos que resistencias están a su costado, en este caso es Ra y Rc, entonces sabemos que a ese producto lo vamos a dividir por la suma total, entonces tendríamos lo siguiente. Obteniendo R 3 Si seguimos el procedimiento, es fácil inferir, quiénes serán las dos resistencias que se multiplicarán en la parte del numerador, pues el denominador sabemos que es la suma de las tres resistencias en total. Entonces decimos que las únicas resistencias para R3 es Ra y Rb.

Conexiones Mixtos En general, los circuitos mixtos tienen una fuente de alimentación conectada en serie con un interruptor que energiza todo el sistema por igual. Después de este alimentador, generalmente hay varios circuitos secundarios cuya configuración varía de acuerdo con la estructuración de los receptores: circuitos en serie y paralelo sin un patrón específico. Dada la infinidad de combinaciones posibles entre circuitos en serie y en paralelo, los circuitos eléctricos mixtos son ideales para establecer enlaces y conmutaciones diversas a lo largo de toda la conexión. En el caso de las conexiones que se encuentren en serie, al desconectar una parte de este lazo o malla todo el circuito adyacente quedará desincorporado del montaje automáticamente. En cambio, si se trata de circuitos secundarios en paralelo, en caso de que uno de los componentes se funda y se genere un punto abierto, el otro ramal seguirá funcionando de manera independiente.

Conclusión En el mundo de la energía, se debe tener conciencia de lo que estamos trabajando, es decir, conocer a ciencia cierta o exacta las leyes básicas de la energía o los circuitos, ya que eso será base para el enlace en otras materias de este medio. El objetivo de este trabajo es conocer de manera teórica las funciones de las corrientes, resistencias y manejo de energías, para poder obtener resultados de casi exactos. Bibliografía https://www.pardell.es/ley-ohm.html https://www.5hertz.com/index.php?route=tutoriales/tutorial&tutorial_id= https://www.mecatronicalatam.com/es/tutoriales/teoria/leyes-de-kirchhoff/ https://www.profetolocka.com.ar/2017/05/28/conexiones-serie-y-paralelo/ http://www.apcetech.com/BLOG/uncategorized/conexiones-electricas-tipo-estrella-y-delta-que- son-y-para-que-nos-sirven/ https://www.edu.xunta.gal/espazoAbalar/sites/espazoAbalar/files/datos/1464947843/contido/ 4_circuito_mixto.html#:~:text=Un%20circuito%20mixto%20es%20aquel,en%20serie%20y%20en% 20paralelo.&text=La%20que%20est%C3%A1%20en%20serie,por%20lo%20que%20alumbrar%C3% A1n%20menos. https://ingtelecto.com/conversion-delta-estrella-estrella-delta/