leyes de circuitos
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7/24/2019 Leyes de Circuitos
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Conceptos Bsicos
Tipos de Seales
Seal de Corriente Directa (CD):
Seal de Corriente Alterna (CA):
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Conceptos Bsicos
Tipos de Ondas
Ondas Senoidales:
Son las ondas fundamentales. Poseen propiedades matemticas muy
interesantes (por ejemplo con combinaciones de seales senoidales
de diferente amplitud y frecuencia se puede reconstruir cualquier
forma de onda).
La seal senoidal amortiguada es un caso especial de este tipo de
ondas y se producen en fenmenos de oscilacin! pero que no se
ElaboradoporMC.
RobertoValenciaBentez.
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Conceptos Bsicos
Antes de Continuar
Ondas cuadradas y rectangulares:
Las ondas cuadradas son bsicamente ondas que pasan de un estado
a otro de tensin! a inter"alos regulares! en un tiempo muy reducido.
Las ondas rectangulares se diferencian de las cuadradas en no tener
iguales los inter"alos en los que la tensin permanece a ni"el alto y
bajo.
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Conceptos Bsicos
Antes de Continuar
Ondas triangulares y en diente desierra:
Se producen en circuitos diseados para controlar "oltajes
linealmente! como pueden ser! por ejemplo! el barrido #ori$ontal de
un osciloscopio analgico el barrido tanto #ori$ontal como "ertical
de una tele"isin. Las transiciones entre el ni"el m%nimo y m&imo de
la seal cambian a un ritmo constante. 'stas transiciones se
denominan rampas.
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Conceptos Bsicos
Antes de Continuar
Pulsos y ancos escalones:
Seales! como los ancos y los pulsos! que solo se presentan una sola
"e$! se denominan seales transitorias. n anco escaln indica un
cambio repentino en el "oltaje.
*eneralmente el pulso representa un bit de informacin atra"esando
un circuito de un ordenador digital tambi+n un pequeo defecto en
un circuito (por ejemplo un falso contacto momentneo). ElaboradoporMC.
RobertoValenciaBentez.
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Conceptos Bsicos
Antes de Continuar
Perodo y Frecuencia
La frecuencia se mide en ,ert$ (,$) y es igual al numero de "eces que
la seal se repite en un segundo.
'l periodo es el tiempo que tarda la seal en completar un ciclo.
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Conceptos Bsicos
Antes de Continuar
Fase
La fase se puede e&plicar muc#o mejor si consideramos la forma de
onda senoidal. La onda senoidal se puede e&traer de la circulacin de
un punto sobre un circulo de -/0. n ciclo de la seal senoidal
abarca los -/0.
ElaboradoporMC.
RobertoValenciaBentez.
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Conceptos Bsicos
Antes de Continuar
1uando se comparan dos seales senoidales de la misma frecuencia
puede ocurrir que ambas no est+n en fase! o sea! que no coincidan en
el tiempo los pasos por puntos equi"alentes de ambas seales.
Desfase
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Conceptos Bsicos
Valores Vppy Vp.
Vpp.- Es el valor de la seal desde su valor mas positivo (cresta) hasta
su valor mas negativo (valle).
Vp.- Es el valor de la seal desde su valor mas positivo (cresta) o mas
negativo (valle) hasta el punto medio de la seal (eje de tiempo).
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Variables Elctricas
Corriente o Intensidad de Corriente ( I ):
Es el flujo de electrones a travs de un material conductor.
Es la cantidad de carga elctrica que pasa por una seccin transversal de un
conductor en un tiempo dado.
Unidad de medida
! Coulom"
Amper #
! $egundo
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Variables Elctricas
Voltaje o Diferencia de otencial o Tensi!n ( V ):
Es el tra"ajo reali%ado para transportar los electrones de una terminal a otra& a
travs de un elemento (o material conductor).
Unidad de medida
! 'oule
Volt #
! Coulom"
otencia ( ):
Es el producto de la diferencia de potencial () por la intensidad de corriente () a
que da origen.
Es la tasa de cam"io (o rapide%) a la cual se reali%a el tra"ajo.
Es la tasa de cam"io a la cual la energ*a se modifica de una forma a otra.
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Variables Elctricas
Unidad de medida
! 'oule
"att #
! $egundo
Continuacin +
otencia ( ):
#elaci!n $%e e&iste entre Voltaje' Corriente y otencia
,otencia # ( oltaje ) ( Corriente )
V I
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Elementos ,asivos
#esistencias:
Es la propiedad de un elemento a presentar oposicin al paso de la corriente
a travs de l.
-nidad de medida *m ( +).
$*m"olo Elctrico
Ejemplos de /esistencias 0*sicas
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C!di,o de Colores para #esistencias
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Elementos ,asivos
Capacitores:
1a Capacitancia es 1a capacidad que tienen los conductores elctricos de
poder admitir cargas 2 almacenarlas en forma de campo elctrico cuando son
sometidos a un potencial.
-nidad de medida arad ( )
1os elementos f*sicos que tienen esta propiedad se llaman capacitores.
$*m"olo Elctrico
Ejemplos de Capacitores 0*sicos
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Elementos ,asivos
o/inas:
Es un elemento que almacena energ*a en forma de campo magntico cuando
se hace circular una corriente a travs de el.
-nidad de medida 0enry (0 )
$*m"olo Elctrico
Ejemplos de Bo"inas 0*sicas
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%entes
Independientes
oltaje
Corriente
El valor de la fuente no dependedel valor de ninguna otra varia"le
del circuito elctrico.
$*m"olos
Elementos 3ctivos
%entes
Dependientes
El valor de la fuente depende delvalor que tome alguna otra varia"le
dentro del circuito elctrico.
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Cone4in 2 /educcin de /esistencias
5onde
Cone&i!n en Serie:
54321 RRRRRR eEquivalent ++++=
Cone&i!n en aralelo:
4321
1111
1
RRRR
R eEquivalent+++
=5onde
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Cone4in 2 /educcin de Capacitores
5onde
Cone&i!n en Serie:
Cone&i!n en aralelo:
5onde
54321
11111
1
CCCCC
C eEquivalent++++
=
4321 CCCCC eEquivalent +++=
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Cone4in 2 /educcin de Bo"inas
5onde
Cone&i!n en Serie:
Cone&i!n en aralelo:
5onde
54321 LLLLLL eEquivalent ++++=
4321
1111
1
LLLL
L eEquivalent+++
=
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6cnicas de 3nlisis de Circuitos Elctricos
1ey de *m.
Esta"lece que el voltaje entre los e4tremos de muchos tipos de materiales
conductores es directamente proporcional a la corriente que flu2e a travs del
material& es decir
V # I
/epresentacin
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6cnicas de 3nlisis de Circuitos Elctricos
1eyes de 2irc**off
Ley de Corrientes (LKC):Esta"lece que en cualquier nodo (principal o no) la suma de las corrientes que
entran es igual a la suma de las corrientes que salen& es decir
I 3
Ley de Voltajes (LKV):
,ara cualquier tra2ectoria cerrada en una red elctrica que sea recorrida en un
sola direccin& la le2 de 7irchhoff del voltaje esta"lece que la suma alge"raica de
los voltajes es cero& es decir
V 3
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6cnicas de 3nlisis de Circuitos Elctricos
1eyes de 2irc**off
4strate,ias para la sol%ci!n de pro/lemas:
5i"ujar el diagrama del circuito 2 asignar etiquetas 2 s*m"olos a todas las
cantidades conocidas 2 desconocidas. $e de"e asignar una direccin a la
corriente en cada parte del circuito. 3plicar la 17C a todas las uniones en el circuito en las cuales se o"tengan
relaciones entre varias corrientes.
3plicar la 17 a tantas mallas en el circuito como sean necesarias para
determinar las incgnitas.
,or 8ltimo& de"en resolverse las ecuaciones simultneamente para las
cantidades desconocidas.
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6cnicas de 3nlisis de Circuitos Elctricos
Di5isor de Voltaje.
El divisor de voltaje es una tcnica que permite calcular la ca*da de potencial endos resistencias conectadas en serie.
Concepto:Considerando una fuente de voltaje Vsalimentando a dos resistencia
conectadas en serie
C6lc%lo de V7 C6lc%lo de V8
S
BA
A VRR
RV
+
=1 S
BA
B VRR
RV
+
=2
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6cnicas de 3nlisis de Circuitos Elctricos
Di5isor de Corriente.
El divisor de corriente es una tcnica que permite calcular la corriente que circulapor una rama conectada en paralelo con otra rama.
Concepto Considerando una fuente de voltaje Vs la cual proporciona una
corriente principal Is& alimentando a dos resistencia en paralelo. 9 tam"in se
puede considerar una fuente de Corriente Is alimentando a dos resistencias en
paralelo.
C6lc%lo de I7 C6lc%lo de I8
S
BA
B IRR
RI
+
=1 S
BA
A IRR
RI
+
=2
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6cnicas de 3nlisis de Circuitos Elctricos
9todo de An6lisis de 9allas.
( ) ( ) 031421311
=++++ IIRIIRIRVA
03414231311 =++++ IRIRIRIRIRVA
( ) 034231431
=++++ IRIRIRRRVA
( ) A
VIRIRIRRR =+++34231431
9alla 7.
Ecuacin de la Malla 1
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6cnicas de 3nlisis de Circuitos Elctricos
9todo de An6lisis de 9allas.
9alla 8.
Ecuacin de la Malla 2
( ) ( ) 032522123
=+++ IIRVIRIIRB
03525221323 =+++ IRIRVIRIRIR B
( ) 035252313
=++++B
VIRIRRRIR
( ) B
VIRIRRRIR =++++35252313
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6cnicas de 3nlisis de Circuitos Elctricos
9todo de An6lisis de 9allas.
9alla ;.
Ecuacin de la Malla 3
( ) ( ) 03736235134
=++ IRVIRIIRIIRc
0373625351434 = IRVIRIRIRIRIR c
( ) 0376542514
=+++c
VIRRRRIRIR
( ) cVIRRRRIRIR =+++
376542514
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9todo de An6lisis de 9allas.
0inalmente se tiene un sistema de : ecuaciones las cuales de"en resolverse
simultneamente para encontrar los valores de las corrientes & 2 .1I 2I 3I
( ) AVIRIRIRRR =+++ 34231431
( ) B
VIRIRRRIR =++++35252313
( ) cVIRRRRIRIR =+++
376542514
Sistema de
4c%aciones 1ineales
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9todo de An6lisis de 9allas.
6eniendo el valor de las Corrientes& 2a
se pueden reali%ar los clculos para
o"tener los voltajes en cada resistencia&
utili%ando la1ey de *m.
111 IRVR =
222IRVR =
( )213
3
IIRVR =
( )3144
IIRVR +=
( )3255 IIRVR +=
366IRVR =
377
IRVR =
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9todo de An6lisis de 9allas.
,ara calcular las potencias que disipan
cada una de las resistencias se pueden
ocupar : 0rmulas
IVP =RIP = 2
R
VP
2
=
1
2
1
2
11
1
11 R
VIVIRP
R
RR ===
2
2
2
2
22
2
22
R
VIVIRP
R
RR ===
( ) ( )3
2
21
2
213
3
33
R
VIIVIIRP
R
RR ===
( ) ( )4
2
31
2
314
4
44 R
VIIVIIRP
R
RR =+=+=
( ) ( )5
2
32
2
325
5
55
R
VIIVIIRP
R
RR =+=+=
6
2
3
2
36
6
66 R
V
IVIRP R
RR ===
7
2
3
2
37
7
77 R
VIVIRP
R
RR ===
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9todo de An6lisis de