Elementos activos y pasivos, Apuntes de Ingeniería Química

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Tema 2- Componentes Discretos

2.1. Elementos circuitales.

2.2. El diodo semiconductor.

2.3. El transistor.

Circuito electrónico. Modelo y componente

 Un circuito eléctrico/electrónico es un modelo matemático que aproxima el

comportamiento de un sistema real.

 Los elementos que forman el modelo del circuito se denominan componentes de

circuitos ideales.

 Atributos de un componente:

 Solo tiene dos terminales, que son los puntos de conexión con otros componentes del circuito

 Esta descrito matemáticamente en función de la corriente y tensión

 No puede subdividirse en otros elementos

 El convenio de signos pasivos: Siempre que la dirección de referencia para la corriente

que atraviesa un elemento se encuentra en la dirección de la caída de tensión de referencia

en bornes del elemento utilice un signo (+) en cualquier expresión que relacione la tensión

con la corriente

v

i

Fuentes de tensión y corriente

 Fuente ideal de tensión : Es un elemento de circuito que mantiene una tensión prescrita en

bornes de sus terminales, independientemente de la corriente que fluya a través de estos

 Fuente ideal de corriente: Es un elemento de circuito que mantiene una corriente prescrita

en bornes de sus terminales, independientemente de la tensión existente en bornes de

estos.

V s

(t)

i s

(t)

 Fuente independiente : establece una tensión o corriente en un circuito que no depende

de las tensiones o corrientes existentes en otras partes del circuito.

 Fuente dependiente (fuente controlada): proporciona un tensión o corriente cuyo valor

depende de la tensión o corriente existente en algún otro punto de circuito.

V(v c

)

V(i c

)

Tensión

i(v c

) i(i c

)

Corriente

Asociación de generadores

V 1

V 2

+^ +

V 3

V=V 1

+V 2

+V 3

 De tensión

Asociación Serie

Conexiones prohibidas

V 1

V 2

V?

V 1

 De corriente

Asociación Paralelo

Conexiones prohibidas

I 1

(t) I 2

(t) (^) I 3

(t) I=I 1

(t)+I 2

t)+I 3

(t)

I 1

I (t) 1

I 2

I 3

I?

Resistor lineal

 Resistor lineal fijo: Son aquellos que una vez fabricados no se puede variar el valor de

resistencia. El fabricante proporciona valor nominal, tolerancia, y la potencia a disipar.

 Resistor lineal variable: se permite modificar a voluntad su valor óhmico. Potenciómetros.

 Resistor No-lineal: Son aquellos resistores que el valor de resistencia depende de

determinadas magnitudes físicas como: temperatura, luz, tensión, campo

magnético …

Sensibles a la luz. LDR Sensibles a la temperatura NTC-PTC

Resistor no lineal

Condensador

 Condensador: Es un componente que permite almacenar una carga eléctrica

considerable en una superficie pequeña

Los condensadores están formados por dos placas metálicas separadas por un aislante

llamado dieléctrico..

Símbolo

 El parámetro capacidad ( C) es la relación constante que existe entre la carga de una

armadura y la diferencia de potencial entre ellas. Unidad Faradio (F)

 La corriente

Condensador

 La tensión no puede cambiar instantáneamente entre 𝑑𝑡

dos terminales del condensador. Un salto de tensión

implica una corriente infinita

 Si la tensión entre terminales es constante la corriente

del condensador es cero. Se comporta como un circuito

abierto en presencia de una tensión constante

 Comportamiento

Asociación de condensadores

 Asociación Serie.

 Asociación Paralelo.

𝐶

𝑒𝑞

= 𝐶

1

• 𝐶

2

• 𝐶

3

𝐶

𝑒𝑞

=

1

1

𝐶

1

1

𝐶

2

1

𝐶

3

Inductor

 Inductor: Es un componente que permite almacenar energía eléctrica en forma de campo

magnético, debido a la existencia del fenómeno de autoinducción.

Si se hace circular una corriente variable a través de una bobina se crea un flujo magnético

que cuando corta a las espiras provoca una f.e.m. que tiende a oponerse a la fuerza

aplicada que origino la corriente inicial.

Símbolo

 El parámetro Inductancia (L) es la relación de proporcionalidad entre la tensión en la

bobina y la variación de corriente que la atraviesa. Unidad Henrio (H)

 La corriente

Nodo. Rama. Malla

 Nodo: Es el punto del circuito donde se conectan tres o más conductores

 Rama: Es la parte de un circuito comprendida entre dos nodos

 Malla: Es cualquier circuito de conductores cerrado que podemos recorrer si partimos de

un punto y volvemos al mismo punto sin pasar dos veces por un mismo punto.

Leyes de Kirchhoff

 Ley de nodos: la suma de todas las intensidades que llegan a un nodo es igual a la suma de

todas las intensidades que salen de un nodo. La suma algebraica de todas las intensidades

es cero.

 Ley de mallas: En una malla la suma algebraica de las fuerzas electromotrices de los

generadores ha de ser igual a la suma algebraica de las caídas de tensión en los

componentes. La suma algebraica de todas las tensiones son cero..

𝑒𝑛𝑡

𝑠𝑎𝑙

Principio de superposición

 Cualquier circuito lineal con dos o mas generadores se puede descomponer en tantos

circuitos como generadores.

Sistema

lineal

1

2

𝑜

1

𝑜

2

𝑜

𝑜

𝑜

𝑜 2

Teorema de Thévenin

 Tensión equivalente de Thévenin 𝜺 𝑻𝑯

: Es la diferencia de potencial entre los terminales A y

B calculada en circuito abierto. (Sin RL) y su polaridad es tal que, para la resistencia RL el

sentido de la corriente ha de ser el mismo que tendría si la resistencia estuviera conectada.

 Resistencia equivalente de Thévenin 𝑹 𝑳

: Es la resistencia vista desde los terminales A y B

cuando todos los generadores se han eliminado. (Generador tensión por un corto-circuito;

generador de corriente por un circuito abierto) o han estado sustituidos por su resistencia

interna.