CIRCUITOS ELÉCTRICOS

¿QUÉ ES UN CIRCUITO ELÉCTRICO?

 "Un Circuito Eléctrico es un conjunto de elementos conectados entre si por los que puede circular una corriente eléctrica".

 La corriente eléctrica es un movimiento de electrones, por lo tanto, cualquier circuito debe permitir el paso de los electrones por los elementos que lo componen. Si quieres saber más sobre qué es, como se genera y los fundamentos de la corriente eléctrica, te recomendamos que visites el siguiente enlace: Electricidad Básica. Aquí nos centraremos en los circuitos eléctricos.

PARTES DE UN CIRCUITO ELECTRICO

Generador: producen y mantienen la corriente eléctrica por el circuito. Son la fuente de energía. Hay 2 tipos de corrientes: corriente continua y alterna (pincha en el enlace subrayado si quieres saber más sobre c.c. y c.a.)

 Pilas y Baterías: son generadores de corriente continua (c.c.)

 Alternadores: son generadores de corriente alterna (c.a.)

 Conductores : es por donde se mueve la corriente eléctrica de un elemento a otro del circuito. Son de cobre o aluminio, materiales buenos conductores de la electricidad, o lo que es lo mismo que ofrecen muy poca resistencia a que pase la corriente por ellos. Hay muchos tipos de cables eléctricos diferentes, en el enlace puedes ver todos.

 Receptores: son los elementos que transforman la energía eléctrica que les llega en otro tipo de energía. Por ejemplo las bombillas transforma la energía eléctrica en luminosa o luz, los radiadores en calor, los motores en movimiento, etc.

 Elementos de mando o control: permiten dirigir o cortar a voluntad el paso de la corriente eléctrica dentro del circuito. Tenemos interruptores, pulsadores, conmutadores, etc.

 Elementos de protección : protegen los circuitos y a las personas cuando hay peligro o la corriente es muy elevada y puede haber riesgo de quemar los elementos del circuito. Tenemos fusibles, magneto térmicos, diferenciales, etc.

 Para simplificar el dibujo de los circuitos eléctricos se utilizan esquemas con símbolos. Los símbolos representan los elementos del circuito de forma simplificada y fácil de dibujar.

 Veamos los símbolos de los elementos más comunes que se usan en los circuitos eléctricos.

CORRIENTE CONTINUA Y ALTERNA

Decimos que una corriente es continua cuando el movimiento de los electrones se produce siempre en el mismo sentido. Esta corriente se utiliza en pequeños circuitos, como en los aparatos electrónicos domésticos. Sin embargo, para las instalaciones de alta potencia se utiliza otro tipo de corriente, en la cual el movimiento de electrones es un vaivén, que recibe el nombre de corriente alterna.

CÁLCULOS EN CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA

Para calcular la intensidad que circula por un circuito con un generador de voltaje V y un receptor de resistencia R, se puede aplicar directamente la Ley de Ohm, teniendo:

f.e.m. = 9V : El generador da a los electrones una energía de 9V. Caída de tensión = 9V : En la resistencia, los electrones gastan una energía de 9V. Aplicando la Ley de Ohm en la resistencia: I = V / R = e / R = 9V / 3Ω = 3A

Cuando varios receptores se conectan de forma que la corriente debe atravesar uno detrás de otro, se dice que están conectados en serie. El voltaje de la pila se gasta entre las dos resistencias, y la parte de energía que se pierde en cada una de ellas es lo que hemos llamado caída de tensión.

Para realizar cálculos en estos circuitos, empezamos notando que la resistencia que tiene que vencer el generador es la suma de todas las resistencias de los receptores. Así se puede calcular la intensidad que circula por el circuito.

equivale a:

Y la intensidad que circula por el circuito se calcula: I = V / R = 10V / 5Ω = 2A

A continuación, la caída de tensión se calcula aplicando la Ley de Ohm a cada resistencia:

Para la primera resistencia: e1 = I · R1 = 2A · 3Ω = 6V

Para la segunda resistencia: e2 = I · R2 = 2A ·2Ω = 4V

El cálculo queda completo (por ahora) rellenando el sentido de la corriente, indicando su valor y anotando la caída de tensión. Es decir, de la siguiente forma:

La otra forma básica de conectar receptores se denomina conexión en paralelo, y consiste en que la corriente se debe separar en un punto para atravesar todos los receptores, y luego volver a juntarse en otro punto.

En este caso, hay que notar que por cada una de las resistencias pasa diferente corriente, pero en todas se gasta el mismo voltaje. Por tanto, la intensidad que pasa por cada una se puede calcular de forma sencilla.

La intensidad que pasa por la resistencia 1 es: I1 = V / R1 = 12V / 6Ω = 2A

La intensidad que pasa por la resistencia 2 es: I2 = V / R2 = 12V / 4 Ω = 3A

y el generador debe mover una intensidad:

TOTAL = I1 + I2 = 2A + 3A = 5A

Esta intensidad es muy alta, como si el generador estuviera conectado a un receptor de resistencia muy baja. La resistencia equivalente a un montaje en paralelo siempre es menor que todas las resistencias y se calcula con la expresión siguiente:

La combinación de receptores en serie y en paralelo da lugar a conexiones mixtas que pueden complicarse mucho. Para resolver estos circuitos se debe ir simplificando las resistencias equivalentes de cada tipo de asociación hasta llegar a una única resistencia total, equivalente a todo el montaje original:

Se calcula la intensidad que mueve el generador y a continuación se vuelve atrás por todos los pasos calculando intensidades y caídas de tensión en cada resistencia.

El último cálculo es obtener la potencia que genera la pila y las potencias que consumen todas las resistencias, que se calculan con las expresiones:

- Para el generador: P = V · I
- Para las resistencias: P = e · I = (I · R) · I = I2 · R

Esta última expresión constituye la Ley de Joule, por la que se calcula la energía calorífica que libera una resistencia ideal de valor R por la que pasa una intensidad I (ésto es posible porque el rendimiento de una resistencia ideal es del 100%, y así la potencia consumida es igual que la liberada).

EN ESTE LINK PUEDES ENCONTRAR MAS INFORMACIÓN Y PODER APRECIAR UN CIRCUITO ELÉCTRICO:

https://easyeda.com/editor#id=817e5fbef04e4725bb8c6f2c6f4d4b25|65379c4ec9e14037a2ee8c095c02632a

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-www.areatecnologia.com/electricidad/circuitos-electricos.html

 -https://www.edu.xunta.es/espazoAbalar/sites/.../32_tipos_de_circuitos_elctricos.html

-www.juntadeandalucia.es/averroes/centros-tic/21700290/helvia/aula/.../circuits.html

https://www.youtube.com/watch?v=4EO7NGO2cHQ