Circuitos eléctricos
Tal vez en alguna ocasión te
habrás preguntado ¿Cómo es que están conectados los interruptores y los focos
de tú casa?, o habrás notado que detrás de los aparatos electrónicos, hay un
dibujo.
Estos dibujos representan a la
forma como esta conectado las piezas que
hacen que funcione el aparato; este dibujo representa a un circuito eléctrico.
Pero ¿Qué es un circuito
eléctrico?
Un circuito eléctrico es un
trayecto o ruta por el cual fluye la corriente eléctrica a través de un
material conductor.
Los circuitos son importantes por
que los tenemos presentes en todos los aparatos eléctricos, pero los circuitos no son solo exclusivos de
los aparatos ya que la conexión de corriente que se encuentra en las casas forma
un circuito, que permite el flujo de corriente para poder utilizar los aparatos
que tenemos en la casa, los cuales también poseen circuito, por lo que podemos
decir que los circuitos eléctricos son una parte fundamental de nuestras vidas.
Iniciaremos primero con
intensidad de corriente; es la cantidad de carga eléctrica que cruza en
la sección transversal de un conductor en un segundo, su unidad es el Ampére (A), en honor al físico André Marie
Ampére.
La formula para calcular la
intensidad de corriente es la siguiente:
I= intensidad de carga eléctrica
(A)
Q= carga (Coulomb)
t= tiempo (s)
A la energía aplicada a un
circuito se le conoce como energía electromotriz o voltaje, su unidad es el
volt (V). Su formula es la siguiente:
V= voltaje (volts, "v")
E: energia potencial electrica en Joules (J)
Q: carga electrica en coulombs (C)
En nuetros domicilios podemos encontrar un voltaje que
va de 110V a 120V, estos voltajes son los indicados ya que los aparatos
electricos tienen siertos limites en el voltaje que pueden utilizar, si estos
voltajes no son los adecuados los aparatos se queman por el exceso de voltaje.
Cada material tiene una capacidad
diferente de conducir la electricidad, a esto se le conoce como resistividad, y
esta depende de la temperatura, el material, y forma del conductor. La unidad
de resistencia eléctrica es el Ohm (Ω). Para poder calcular la resistencia
de un conductor a una temperatura determinada se utiliza la formula:
R= resistencia (Ω)
Ƿ = resistividad del material (Ωm)
L= longitud del
conductor (m)
A= área de la sección
transversal del conductor (m2)
Los mejores materiales
conductores presentan bajas resistividades, mientras que los materiales
aislantes presentan resistividades altas.
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Tabla de
resistividad
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Metal
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Resistividad (Ωm)
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Plata
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1.59 X10-8
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Cobre
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1.72X10-8
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Oro
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2.44X10-8
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Aluminio
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2.82 X10-8
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Tungsteno
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5.25 X10-8
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Hierro
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10 X10-8
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Platino
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11 X10-8
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Plomo
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22X10-8
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La ley de Ohm establece que la corriente que fluye a lo largo de un
alambre dado, es directamente proporcional al coltaje aplicado, por lo que la
formula es la siguiente:
I= intecidad de corriente (A)
V= voltaje (V, volt)
R= resistencia (Ω)
La potencia electrica es la rapidez con la que un
aparato que uitliza energia electrica efectua un trabajo determinado. La potencia
electrica tiene se mido en Watts (W). La formula para poder obtener la potencia
electrica es la siguiente:
P=VI
P= potencia electrica (W)
V= voltaje(V)
I= intencidad de corriente (I)
Circuito en serie
Este tipo de circuito esta
caracterizado por que todos sus elementos están conectados, uno después del
otro, la cantidad de corriente que fluye atraves de cada uno de los elementos
del circuito es la misma, la suma de las caídas de voltaje en cada elemento es
igual al voltaje de entrada por lo que el voltaje en un circuito en serie esta
repartido en cada elemento que lo conforma, si se abre un punto en cualquier
parte del circuito, la corriente deja de fluir.
Formulas para resolver un
circuito en serie:
Resistencia total del circuito:
Re=R1+R2+R3+...
Voltaje total
VT=V1+V2+V3+…
Intensidad de corriente: IT= I1+I2+I3+…
Ejemplo: Determina la resistencia total y la intensidad de
corriente en el del circuito eléctrico si:
R1= 20Ω R2= 30Ω R3=50Ω
1. Calculamos
la resistencia total o equivalente del circuito:
Re= R1
+ R2 + R3 +…
Re= 20Ω+30Ω+50Ω
Re= 100Ω
2. Calculamos
la intensidad utilizando la ley de Ohm
3. Calculamos
la caída de voltaje en cada resistencia.
V=IR
VR1=
(1.2A) (20Ω)
VR1=24V
VR2=
(1.2A) (30
Ω)
VR2=36V
VR3=
(1.2A) (50
Ω)
VR3
=60V
2. Resultado:
La resistencia
total del circuito es de 100 Ω.
La
intensidad de corriente que fluye en el circuito es de 1.2A.
Circuito en paralelo.
Este tipo
de circuito es el más común en las instalaciones de corriente eléctrica: los
elementos del circuito se encuentran conectados entre dos alambres o cables,
que se les conoce como ramales, la corriente que circula por el circuito esta
dividida entre los elementos que se encuentran conectados, el voltaje es igual
en todos los elementos conectados.
Formulas:
Resistencia total:
Voltaje total: VT=V1+V2+V3
Intensidad de corriente IT= I1+I2+I3
Ejemplo: calcula la intensidad de
corriente que circula por el circuito y la resistencia total si: R1= 60Ω R2=30 Ω
R3=20 Ω
1.
Calculamos la resistencia equivalente o total
del circuito:
2.
Calculamos la intensidad total en el circuito:
3.
Resultado:
la resistencia total del circuito es de 10Ω; y la intensidad de
corriente eléctrica que fluye atraves del circuito es de 12 A
Circuito
mixto
Este tipo de
circuito es la mezcla de los dos circuitos anteriores; este tipo de circuito se
resuelve utilizando las formulas anteriores, se inicia resolviendo las resistencias
equivalentes, por cada parte de la conexión, según se encuentren ya sea en serie
o en paralelo.
Ejemplo:
Calcula la
intensidad de corriente que fluye por el circuito y la resistencia total del
circuito si:
R1=10Ω R2=30Ω R3=40 Ω R4=20 Ω
R5=15 Ω
1.
R2 y R3
se encuentran en paralelo
2.
Como ahora todo el circuito se encuentra
en serie calculamos la resistencia equivalente del circuito:
Re= R1+R2+R3+…
Re= 10Ω + 17.14Ω + 20Ω + 15Ω
Re=62.14 Ω
3.
Calculamos la intensidad de corriente que fluye por todo el
circuito:
4. La resistencia total del circuito es de 17.14Ω y la intencidad de corriente que fluye atravez del circuito es de 1.93A.
Agradecimientos:
Bibliografía:
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Sabido José Miguel y Aguilar Castillo
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