INTRODUCCION A LOS CIRCUITOS ELECTRICOS: Conversión de Unidades, Ley de Ohm, Balance de Energía y Diferencia de Potencial
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CONVERSION DE UNIDADES
La conversión de unidades nos ayuda a mejorar la comprensión
de los cálculos de los componentes del circuito y para conocer las unidades
debemos conocer antes las Magnitudes Electricás.
Las magnitudes eléctricas que tenemos son:
Con esto cada magnitud se combina con los prefijos
multiplicadores (kv, mv, Dav)
Para realizar la conversión entre unidades deben pasar primero a la unidad base de cada magnitud (V, Ω, A) es decir sin el prefijo (Kilo [K], Hecto [H], etc.) para esto hay dos casos:
- La primera es pasar de una unidad pequeña a una más
grande, como (mV a V) o (dJ a HJ)
- La
segunda es pasar de una unidad grande a una más pequeña
LEY DE OHM
La intensidad de la corriente a lo largo
de un conductor es directamente proporcional a la tensión de ese conductor en
sus extremos e inversamente proporcional a la resistencia, lo que en formulas
tenemos:
Para el ejemplo, no tenemos el valor de
la Intensidad de corriente que recorre el circuito, es decir, no sabemos los
Amperes que circulan.
Ahora, ¿Cual seriá el valor de la Intensidad de la corriente? Simplemente nos fijamos en cuál es la unidad que nos falta y usar las formulas mencionadas anteriormente.
El resultado nos indica cual es la
corriente que está circulando en el circuito. Si solo tenemos una resistencia y
circula una corriente de cualquier sentido esto genera una tensión, en otras
palabras, la tensión de la resistencia es igual a la intensidad de la corriente
por la resistencia:
En el siguiente ejemplo.
Se muestran las tensiones de dos resistencias, en el
circuito tenemos a cada resistencia con la intensidad que circula por lo cual
en cada resistencia encontramos las tensiones de cada una. Con esto dicho,
analizamos las tensiones de cada resistencias con la formula V=I*R.
BALANCE DE ENERGIA (POTENCIA)
La potencia representa la energía que se produce en un
sistema en particular durante un determinado tiempo. La potencia es igual a la energía
sobre la unidad de tiempo.
Aceptando estas fórmulas, tenemos la igual de la tensión (V) y la intensidad de corriente (I):
Esto nos indica que se puede definir a la
potencia como el producto de la tensión por la intensidad de corriente. Con
esto definimos según la ley de Ohm. Dos casos.
Potencias en cualquier circuito, con su modelo matemático:
- La Potencia Total Entregada: aquellos
componentes que entregan energía (no siempre) como las fuentes, con respecto al
ejemplo del circuito anterior se deduce que.
- La Potencia Total Disipada: aquellos componentes
que disipan energía como las resistencias.
“Balance de Energía” quiere decir que la potencia total
entregada en el circuito es igual a la potencia total disipada o absorbida, en
modelos matemáticos significa.
DIFERENCIA DE POTENCIAL
Es la tensión entre dos nodos cualquiera, matemáticamente significa
una resta.
Si seleccionamos dos nodos al azar y queremos saber la
diferencia de potencial entre esos dos nodos, la diferencia de potencial de
nodo A con respecto al potencial del nodo B es igual a la tensión entre A y B, lo
que en modelo matemático seria.
Para uso práctico y verificación , el
siguiente circuito de la Imagen 5 tiene
los siguientes datos:
Bueno en realidad lo que está en el
ejemplo no es a lo que vamos, pero sirve para recordar.
En realidad, se selecciona por ejemplo el
nodo B y el nodo 3, se resuelve agregando tensiones mediante el modelo matemático
y cualquier camino que tomes desde el nodo B hasta llegar al nodo 3 tendrán el
mismo resultado.
Para agregar tensiones de acuerdo a lo
que quieras y al camino que elegiste, puedes siempre tomar el primer o el
ultimo signo del componente que recorras, en el siguiente ejemplo se muestra el
primer camino que es el más corto del circuito anterior para ir desde el nodo B
al nodo 3 tomando siempre el ultimo signo, de acuerdo al signo que sea (-) o
(+) será una caída(-) o subida(+) de tensión.
Nota: a partir de ahora la tensión de nodos tendrá
un paréntesis y las tensiones de los componentes no.
1er camino
El camino 1 y el camino
5 dan valores mucho más altos que los demas que estaban alrededor de los -2,80V,
eso indica una relacion entre ambos caminos que hace que los calculos esten mal.
Anaizando ambos caminos se nota una relacion, esa relacion significa que la
direccion de la corriente 4 esta mal, lo que indica que es en direccion
contraria. toca poner al I4=-1,9mA o
cambiar la direccion de I4 como en la segunda imagen del circuito indica, por
lo cual soluciona los calculos del camino 1 y 5.
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