Nomenclatura básica de circuitos eléctricos


ELEMENTOS DE LA LEY DE OHM EN UN CIRCUITO ELÉCTRICO.
  • Diferencia de potencial o voltaje: El voltaje, tensión o diferencia de potencial es la presión que ejerce una fuente de suministro de energía eléctrica o fuerza electromotriz (FEM) sobre las cargas eléctricas o electrones en un circuito eléctrico cerrado, para que se establezca el flujo de una corriente eléctrica.
Su unidad en el SI es el volt (V)= joule/coulomb
.

  • Corriente eléctrica: Es todo movimiento de carga de una región a otra, en un conductor se define como: I= dQ/dt.
Donde dQ es la carga que pasa a traves del conductor en un intervalo de tiempo dt.
Su unidad en el SI es el ampere (A)=coulomb/segundo.

  • Resistencia eléctrica: Es la oposición al paso de corriente en un conductor.
Su unidad en el SI es el ohm (Ω) =volt/ampere.

RESISITIVIDAD Y TEMPERATURA.

La resistividad de un conductor metálico casi siempre aumenta con la temperatura. A medida que sube la temperatura, los iones del conductor vibran con mayor amplitud, lo que aumenta la probabilidad de que un electron en movimiento choque con un ion; esto difculta la deriva de electrones a traves del conductor y, por tanto, reduce la corriente. A lo larfo de un pequeño intervalo de temperatura (hasta 100° , mas o menos), la siguiente ecuacion representa aproximadamente la resistividad de un metal:


ρ(T) = ρ0 [1 + α(T - Ti) dependencia de la resistividad respecto a la temperatura

ELEMENTOS DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS.
  • Rama: Una rama es cualquier dispositivo eléctrico de dos terminales.
  • Nodo(nudo): Punto donde se unen dos o más ramas.
  • Malla: Conjunto de ramas unidas a través de nodos y que forman una trayectoria cerrada.
  • Nodo principal: Es aquél nodo que une a tres o más ramas.
  • Rama principal: Conjunto de ramas que unen a dos nodos principales adyacentes.

Algunos ejemplos de ramas son:

Resistor:
Dispositivo eléctrico que tiene un valor específico de resistencia entre sus extremos, los valores comerciales de los resistores son en múltiplos y submúltiplos de 1, 1.2, 1.5, 1.8, 2.2, 3.3, 4.7, 5.6, 6.8, 8.2, y 9.1[Ω]. Es frecuente que los resistores individuales que se usan en los circuitos electrónicos sean cilíndricos, midan pocos milímetros, de diámetro y de longitud, y tengan alambres que sobresalen en sus extremos. Dependiendo de el tamaño de nuestro resistor, será el valor de la potencia eléctrica, por ejemplo, un resistor mas ancho, tiene mayor potencia, mientras que uno mas delgado y pequeño tiene menor potencia eléctrica.

resistores.jpg
http://spiderrobot.blogspot.com/2010/11/elaboracion-de-arana-robotica.html
Esquemáticamente un resistor se representa en un circuito por medio de una línea quebrada o por un pequeño rectángulo.

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http://www.kalipedia.com/fisica-quimica/tema/electricidad-magnetismo/graficos-simbolos-resistencias.html?x1=20070924klpcnafyq_229.Ges&x=20070924klpcnafyq_317.Kes

Para determinar el valor de un resistor se deben tomar en cuenta las 4 franjas (existen resistores de 5 franjas) de colores que tiene pintadas. Las lineas nos indican los valores del resistor siguiendo el siguiente esquema:

IMG_0089.PNG

Donde de izquierda a derecha las franjas nos indican:
1er franja: Valor en la posición de las decenas.
2da franja: Valor en la posición de las unidades.
3er franja: Exponente de la base 10
4ta franja: La tolerancia (+/-) que sigue el siguiente código de colores:
Oro
+/- 5%
Plata
+/- 10%
Sin color
+/- 20%

Código de colores para los valores de una Resistencia
(Estos colores solo aplican a las tres primeras franjas). Existen casos especiales en donde la última banda también puede llevar uno de estos colores, solo que su precio comercial aumenta demasiado ya que el error de medición es mínimo.
Negro
0
Café
1
Rojo
2
Naranja
3
Amarillo
4
Verde
5
Azul
6
Violeta
7
Gris
8
Blanco
9
basics_colores_resistencias_y_condensadores.jpg
Si la tercera franja de un resistor tiene el color plata u oro, el exponente de la base diez es el siguiente, según corresponda.
Oro
-1
Plata
-2
Ejemplo:

IMG_0088.PNG
1er Franja = Naranja 2da Franja = Naranja 3er Franja = Café 4ta Franja = Plateada = +/- 10%

Por lo tanto el valor del resistor se calcularía como 33 x 10^1 = 330 Ω y +/- 10% tolerancia

Resistividad:




Capacitores:
Es un dispositivo que almacena carga eléctrica para posteriormente liberarla como energía eléctrica, a esta propiedad se le conoce como capacitancia. Los capacitores tienen un gran número de aplicaciones prácticas en dispositivos tales como unidades de flash electrónicas para fotografía, lásers de pulso, sensores de bolsas de aire para automóviles y receptores de radio y televisión.
Existen varios tipos de capacitores: cerámicos, electrolíticos, variables.

A su vez los capacitores también se clasifican en polarizados y no polarizados.
Los capacitores no polarizados son aquellos, que como su nombre lo indica, sus terminales no tienen una polaridad específica, es decir, si este tipo de capacitores se conectan a una fuente es indistinto que terminal se conecte con la terminal positiva y negativa de la fuente.

Por ende, los capacitores polarizados son aquellos que tienen una polaridad definida en cada una de sus terminales, es decir, una tiene la polaridad negativa y la otra una polaridad positiva, en el capacitor estas polaridades están indicadas, para que así la terminal positiva se conecte a la terminal positiva de una fuente y de igual manera las terminales negativas se conecten entre sí. Es importante mencionar que si en este tipo de capacitores las terminales se conectan al revés con respecto a una fuente, es decir, positiva con negativa y negativa con positiva, producirá un fallo en el capacitor, e inclusive la explosión del mismo si el voltaje suministrado por la fuente es excesivo en el capacitor.


capacitores.jpg
http://antonioelprimosaucedo.blogspot.com/2010/04/capacitores.html

Al analizar un circuito los capacitores se representan graficamente como se muestra en las siguientes imágenes, siendo estos los mas empleados:
cap_symbol1.gif
http://www.agelectronica.com/cgi-bin/socios/ag/tutorial/cap3.htm



cap_symbol2.gif
http://www.agelectronica.com/cgi-bin/socios/ag/tutorial/cap3.htm


cap_symbol3.gif
http://www.agelectronica.com/cgi-bin/socios/ag/tutorial/cap3.htm

La primera imagen muestra los símbolos típicos para los capacitores no polarizados (que suelen ser cerámico o de poliester), la siguiente los símbolos para los capacitores polarizados y la última los símbolos para los capacitores variables.
La siguiente tabla muestra los valores comerciales de capacitores y el código con que identifica su valor de capacitancia.
gvyuf.jpg
Fuentes de fuerza electromotriz. (FEM)
La influencia que hace fluir corriente de un potencial menor a otro mayor se llama fuerza electromotriz (se abrevia FEM). Este termino es poco adecuado porque la fem noes una fuerza, sino una cantidad de energia por unidad de carga, como el potencial. La unidad SI de fem es la misma que la de potencial: el volt (1V = 1J/C). Una linterna típica de baterías tiene una fem de 1.5 volt; esto significa que la batería realiza 1.5 J de trabajo sobre cada Coulomb de carga que pasa a través de ella. Se representa a la fem mediante el simbolo
є (E mayuscula manuscrita).
Todo circuito completo con una corriente constante debe incluir algun dispositivo que suministre fem. Este dispositivo recibe el nombre de fuente fem. Las baterías, los generadores eléctricos, las celdas solares son ejemplos de fuentes fem.


Una fuente ideal de fem matiene una diferencia de potencial constante entre sus bornes, independiente de la corriente que pasa a traves de ella.
PARALELO.png
La diferencia de potencial entre los bornes de una fuente real en un circuito no es igual a la fem.







Bibliografía:

Jaramillo G., A. Alvarado. Electricidad y magnetismo, segunda edición,
Editorial Trillas, México 2004.

Serway R., J. W. Jewett. Electricidad y magnetismo, sexta edición. Thomson
México 2005

Young, Hugh D, y Roger A. Freedman, Física Universitaria con Física Moderna (Vol.2), décimosegunda edición,
Editorial Pearson, México 2009.
Simbología Electrónica


http://picmania.garcia-cuervo.net/images/basics_colores_resistencias_y_condensadores.jpg