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• Fercho Castillo Zamudio

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INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR P´URHEPECHA

INGENIERIA BIOMEDICA

CIRCUITOS Y MAQUINAS ELECTRICAS CARPETA DE EVIDENCIAS

NOMBRE: SALVADOR CARRILLO GARCIA GRADO: 4° SEM.

GRUPO: “A”

CHERAN MICH.

12/02/2015

I.- Concepto y leyes fundamentales II.- Técnicas para el análisis de circuitos III.-Análisis de circuitos de primer y segundo orden IV.- Análisis de redes de corriente alterna en estado estable V.- Principios de máquinas eléctricas

Objetivo general Analizar y resolver circuitos eléctricos con C.A. y C.D. en estado estable y transitorios Conocer y aplicar los principios de funcionamiento de las maquinas eléctricas, estáticas y dinámicas

TAREA.-

Conceptos Carga.- es una propiedad física intrínseca de algunas partículas subatómicas que se manifiesta mediante fuerzas de atracción y repulsión entre ellas

Corriente.- La corriente eléctrica o intensidad eléctrica es el flujo de carga eléctrica por unidad de tiempo que recorre un material

Voltaje.- es una magnitud física que cuantifica la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos

Potencia.- El potencial eléctrico o potencial electrostático en un punto, es el trabajo que debe realizar un campo electrostático para mover una carga positiva desde dicho punto hasta el punto de referencia, 1 dividido por unidad de carga de prueba

¿Qué es un circuito eléctrico? Un circuito eléctrico es un arreglo que permite el flujo completo de corriente eléctrica bajo la influencia de un voltaje. Un circuito eléctrico típicamente está compuesto por conductores y cables conectados a ciertos elementos de circuito como aparatos (que aprovechan el flujo) y resistencias (que lo regulan). Está formado por: Un generador Cables Las bombillas o los componentes eléctricos Los interruptores

¿Cuáles son los tipos de circuitos? Dependiendo de cómo se conecten los receptores tenemos: Circuitos de 1 Receptor Son aquellos en los que solo se conecta al circuito un solo receptor, lámpara, motor, timbre, etc. Veamos un ejemplo de un circuito con una lámpara:

Características Circuito Un Receptor El receptor quedará conectado a la misma tensión que el generador, por el receptor circulará una intensidad de corriente igual a la del circuito total y la única resistencia del circuito será la del receptor. It = I1; Vt = V1; Rt = R1 Si quieres aprender a calcular este tipo de circuito vete a este enlace: Calcular Circuitos de 1 Receptor. Circuitos en Serie Los receptores se conectan una a continuación del otro, el final del primero con el principio del segundo y así sucesivamente. Veamos un ejemplo de dos lámparas

en

serie:

Características Circuitos en Serie Este tipo d circuitos tiene la característica de que la intensidad que atraviesa todos los receptores es la misma, igual a la total del circuito. It= I1 = I2. La resistencia total del circuito es la suma de todas las resistencias de los receptores conectados en serie. Rt = R1 + R2. La tensión total es igual a la suma de las tensiones en cada uno de los receptores conectados en serie. Vt = V1 + V2. Podemos conectar 2, 3 o los receptores que queramos en serie. Si desconectamos un receptor, todos los demás receptores en serie con el, dejaran de funcionar (no puede pasar la corriente). Puedes ver como se calculan en este enlace: Calculo Circuitos Eléctricos Circuitos en Paralelo Son los circuitos en los que los receptores se conectan todas las entradas de los receptores unidas y todas las salidas también se unen por otro lado. Veamos el ejemplo de 2 lámparas en paralelo.

Característica de los Circuitos en Paralelo Las tensiones de todos los receptores son iguales a la tensión total del circuito. Vt = V1 = V2. La suma de cada intensidad que atraviesa cada receptor es la intensidad total del circuito. It = I1 + I2. La resistencia total del circuito se calcula aplicando la siguiente fórmula: 1/Rt = 1/R1 + 1/R2; si despejamos la Rt quedaría: Rt = 1/(1/R1+1/R2) Todos los receptores conectados en paralelo quedarán trabajando a la misma tensión que tenga el generador. Si quitamos un receptor del circuito los otros seguirán funcionando. Puedes ver como se calculan en este enlace: Calculo Circuitos Eléctricos Aquí te dejamos un ejemplo de conexión real en serie y en paralelo de 2 bombillas con cables. Fíjate sobre todo en el circuito paralelo que no hace falta hacer ningún empalme en los cables, se unen en los bornes (contactos) de las propias

lámparas.

Circuito Mixto Son aquellos circuitos eléctricos que combinan serie y paralelo. Lógicamente estos circuitos tendrán más de 2 receptores, ya que si tuvieran 2 estarían en serie o en paralelo. Veamos un ejemplo de un circuito mixto.

En este tipo de circuitos hay que combinar los receptores en serie y en paralelo para calcularlos. Puedes ver como se calculan en este enlace: Circuitos Mixtos. Conmutadas Las conmuta dadas son circuitos eléctricos cuya misión es poder encender una o varias lámparas, pero desde 2 o más puntos diferentes. Un ejemplo claro es en los pasillos largos en los que podemos encender la lámpara desde 2 sitios o más diferentes (al principio y al final del pasillo, por ejemplo). Ojo estos circuitos llevan conmutadores, por fuera son igual que los interruptores, pero por dentro tienen 3 bornes (contactos) en lugar de 2 que tendría un interruptor normal. Veamos un conmutador de 3 bornes:

Los conmutadores de 4 bornes se llaman conmutadores de cruzamiento. Vemos como son los circuitos de conmutadas Conmutada desde 2 Puntos Podemos encender o activar un receptor desde 2 sitios diferentes.

Conmutada desde 3 Sitios diferentes (cruzamiento) Podemos encender o activar un receptor desde 3 o más sitios diferentes. Veamos la conexión.

Si queremos desde 4 sitios solo tendríamos que colocar otro conmutador de cruzamiento en el medio. Así, colocando más conmutadores de cruzamiento, podemos encender un receptor desde tantos puntos diferentes como queramos. CIRCUITOS ELÉCTRICOS EN CORRIENTE ALTERNA

Los circuitos con corriente alterna (c.a.) se calculan y analizan de diferente manera que los de c.c.. Aunque son circuitos en serie, paralelo o mixtos igualmente. Si quieres aprender a calcular circuitos en c.a. visita este enlace: Circuitos de Corriente Alterna. Los receptores en c.a. se dividen en 3 tipos diferentes, y el circuito al que se conectan queda establecido en función del receptor o receptores: - Circuitos Resistivos. Solo tienen resistencia pura. Se llaman circuitos R. - Circuitos Inductivos. Solo tienen bobinas puras. Se llaman L. - Circuitos Capacitivos. Solo tienen condensadores puros. Se llaman C. La mayoría de los receptores en c.a. son resistivos y además inductivos o capacitivos. Por ejemplo, un motor eléctrico tiene un bobinado (L) pero esta bobina tiene una resistencia (R), por ser un cable, por lo tanto será un receptor RC o incluso si tiene una parte capacitiva puede ser un receptor RLC (con los 3 componentes). Circuitos puros no existen en realidad ya que no hay ningún receptor que sea R, L o C puro, aunque para analizarlos es mejor considerarlos por separado. Aunque esta página no tiene como misión aprender hacer cálculos en circuitos de c.a., os dejamos un resumen de como sería un circuito RLC. Los circuitos en c.a. se calculan mediante números complejos, en lugar de resistencia tendrán lo que se llama la impedancia, que sería Z2 = R2 + (Xl-Xc)2 La impedancia la podemos poner como un número imaginario o complejo Z = R + (Xl-Xc)j. Xl es la impedancia inductiva (se mide en Henrios) y Xc (se mide en faradios, normalmente en microfaradios) es la impedancia capacitiva. Es como la resistencia pero en bobinas y en condensadores. R es la Resistencia del receptor. V = Z x I, la tensión del receptor es la impedancia total por la intensidad. En cuanto a las potencias en alterna, si te interesa saber como se calculan te dejamos este enlace: Potencia Eléctrica

Aquí os dejamos un circuito RLC en serie de ejemplo.

Ley de OHM Establece que la diferencial de potencial V que aparece entre los extremos de un conductor determinado es proporcional a la intensidad de la corriente I que circula por tal conductor.

Ley de corriente de Kirchhoff

A) .- LCK: establece que en cualquier nudo de una red, en cada instante de tiempo la suma de todas las corrientes que entra en cada nudo es igual a la suma de todas las corrientes que sale de él.

Arreglo de resistencias

Circuito serie Realizamos un ejemplo de un circuito en serie como demostración de cómo es su funcionamiento tanto en serie y paralelo, también vimos la manera de resolver dichos circuitos

Tabla de medición real y medida R1 2.2 3.2

R2 2.2 3.1

Rs 4.4 5.4

Rp 1.57 2.1

Real Medido

En la tabla anterior se realizaron varias mediciones, aplicando dos sistemas el real y el medido para verificar cuales son las formas de obtener las resistencias más correctas y exactas al momento de realizar nuestras mediciones correspondientes.

Reducción de circuitos

Trabajo (tarea)

Para calcular la potencia en un elemento

Practicas 1 Materiales Apagador sencillo o de escalera Soquet mini (3) Foco mini (3) Cable dúplex calibre 18 0 10, un metro

Utilizaremos los materiales para formar un circuito ya sea en paralelo o de escalera, En la imagen se muestra el circuito que realizamos, el cual es un circuito de escalera con dos focos y sus dos respectivos apagadores

Practica 2 Costo de medir las capacidades o valores de las resistencias por medio de los colores que contienen y nos indican su valor y comprobar con el multímetro si era correcto el valor obtenido. Pero se tiene un margen de error por parte del equipo de medición.

Practica 3 componente R1 R2 R3

voltaje 30.1 mA 1.81 mA 30.1 mA

corriente 30.1 mA 42.1 mA 18.2mA

potencial 60.2mA 15.1 mA 48.3 mA

Divisor de voltaje Un divisor de tensión es una configuración de circuito eléctrico que reparte la tensión de una fuente entre una o más impedancias conectadas en serie. Supóngase que se tiene una fuente de tensión impedancias. Para conocer el voltaje

en la impedancia genérica

, conectada en serie con n

, se utiliza la ley de Ohm:

Sustituyendo la segunda ecuación en la primera se obtiene que el voltaje en la impedancia genérica será:

Obsérvese que cuando se calcula la caída de voltaje en cada impedancia y se recorre la malla cerrada, el resultado final es cero, respetándose por tanto la segunda ley de Kirchhoff. Un circuito análogo al divisor de tensión en el dominio de la corriente es el divisor de corriente.

Divisor resistivo

Divisor resistivo. Un divisor resistivo es un caso especial donde ambas impedancias, Z 1 y Z2, son puramente resistivas. De ser así tenemos la siguiente fórmula:

R1 y R2 pueden ser cualquier combinación de resistencias en serie o paralelo. Divisor capacitivo Un divisor capacitivo es un caso especial donde ambas impedancias, Z 1 y Z2, son puramente capacitivas. De ser así tenemos la siguiente fórmula:

C1 y C2 pueden ser cualquier combinación de condensadores en serie o paralelo.

Divisor de corriente Un divisor de corriente es una configuración presente en circuitos eléctricos que puede fragmentar la corriente eléctrica de una fuente entre diferentes impedancias conectadas en paralelo. El divisor de corriente es usado para satisfacer la Ley de tensiones de Kirchhoff. Supóngase que se tiene una fuente de corriente I Cen paralelo con RT (esta se calcula tomando en cuenta si están en serie o en paralelo).

Ecuaciones del divisor de corriente Para un divisor de corriente con n impedancias, se tiene un esquema similar a este:

La corriente que circula por cada impedancia es el producto de la corriente proporcionada por el generador por todas las demás impedancias (es decir, todas menos por la que pasa la corriente que queremos calcular) dividido entre la suma de todas las posibles combinaciones de productos de impedancias en grupos de n-1 en n-1:

Que también se puede escribir como:

Las ecuaciones se simplifican bastante si trabajamos con admitancias en lugar de impedancias, sabiendo que

Quedando la expresión de la siguiente forma: