Circuito Serie Paralelo 1g6w6c

UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MANABÍ FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS, FÍSICAS Y QUÍMICAS CARRERA DE INGENIERÍA MECÁNICA

PROYECTO DE ELECTROTÉCNIA

TEMA: “CONSTRUCCIÓN DE UN CIRCUITO ELÉCTRICO EN SERIE Y EN PARALELO BASADO EN CORRIENTE ALTERNA”

AUTORES:

ANDRADE AVEIGA IVÁN LEONARDO BRIONES ANDREI PILLIGUA GILER JHONNY QUIMÍS

PORTOVIEJO

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MANABÍ 2010

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ECUADOR

INTRODUCCION

En nuestras vidas es tan común la aplicación del circuito eléctrico pero tal vez no le damos la importancia que tiene. Pensemos en la gran cantidad de aparatos eléctricos que utilizamos cotidianamente: el automóvil, la televisión, la radio, el teléfono, la aspiradora, las computadoras y videocaseteras, entre muchos y otros son aparatos que requieren para su funcionamiento de circuitos eléctricos simples, combinados y complejos.

Pero, ¿qué es un circuito eléctrico? En cualquier sistema continuo de conductores, los electrones fluyen desde el punto de menor potencial hasta el punto de mayor potencial. Un sistema de esa clase se denomina circuito eléctrico. La corriente que circula por un circuito se denomina corriente continua (CC) si fluye siempre en el mismo sentido y corriente alterna (CA) si fluye alternativamente en uno u otro sentido.

Un circuito eléctrico es el trayecto o ruta de una corriente eléctrica. El término se utiliza principalmente para definir un trayecto continuo compuesto por conductores y dispositivos conductores, que incluyen una fuente de fuerza electromotriz que transporta la corriente por el circuito.

Los elementos básicos de un circuito eléctrico son: Un generador de corriente eléctrica, en este caso una pila; los conductores (cables o alambre), que llevan a corriente a una resistencia foco y posteriormente al interruptor, que es un dispositivo de control. Todo circuito eléctrico requiere, para su funcionamiento, de una fuente de energía, en este caso, de una corriente eléctrica.

¿Qué es la corriente eléctrica? Recibe este nombre el movimiento de cargas eléctricas (electrones) a través de un conducto; es decir, que la corriente eléctrica es un flujo de electrones.

¿Qué es un interruptor? No es más que un dispositivo de control, que permite o impide el paso de la corriente eléctrica a través de un circuito, si éste está cerrado y que, cuando no lo hace, está abierto.

Existen otros dispositivos llamados fusibles, que pueden ser de diferentes tipos y capacidades. ¿Qué es un fusible? Es un dispositivo de protección tanto para ti como para el circuito eléctrico.

Los circuitos eléctricos se pueden formar de tres maneras: circuitos en serie, circuitos en paralelo y circuitos mixtos. Su nombre depende de cómo se acomoden los elementos con respecto a la fuente.

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Obtener los conocimientos necesarios sobre circuitos eléctricos para aplicarlos en la resolución de problemas prácticos.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

✔ Crear un circuito eléctrico sencillo y práctico. ✔ Especificar las diferencias notables entre los circuitos creados. ✔ Emitir criterios concluyentes sobre el trabajo realizado.

MARCO DE REFERENCIA MARCO TEORICO CIRCUITO ELECTRICO Se denomina circuito eléctrico a una serie de elementos o componentes eléctricos o electrónicos, tales como resistencias, inductancias, condensadores, fuentes, y/o dispositivos electrónicos semiconductores, conectados eléctricamente entre sí con el propósito de generar, transportar o modificar señales electrónicas o eléctricas. En la figura podemos ver un circuito eléctrico, sencillo pero completo, al tener las partes

Circuito abierto.

Circuito cerrado. fundamentales:

1) Una fuente de energía eléctrica, en este caso la pila o batería. 2) Una aplicación, en este caso una lámpara incandescente.

3) Unos elementos de control o de maniobra, el interruptor. 4) Un instrumento de medida, el Amperímetro, que mide la intensidad de corriente. 5) El cableado y conexiones que completan el circuito.

Un circuito eléctrico tiene que tener estas partes, o ser parte de ellas.

Por el tipo de señal: ✔ De corriente continua ✔ De corriente alterna ✔ Mixtos

Por el tipo de régimen: ✔ Periódico ✔ Transitorio ✔ Permanente

Por el tipo de componentes: ✔ Eléctricos: Resistivos, inductivos, capacitivos y mixtos ✔ Electrónicos: digitales, analógicos y mixtos

Por su configuración: ✔ Serie ✔ Paralelo ✔ Mixtos

CORRIENTE ELÉCTRICA El flujo de una corriente continua está determinado por tres magnitudes relacionadas entre sí. La primera es la diferencia de potencial en el circuito, que en ocasiones se denomina fuerza electromotriz (fem), tensión o voltaje. La segunda es la intensidad de corriente. Esta magnitud se mide en amperios; 1 amperio corresponde al paso de unos 6.250.000.000.000.000.000 electrones por segundo por una sección determinada del circuito. La tercera magnitud es la resistencia del circuito. Normalmente, todas las sustancias, tanto conductores como aislantes, ofrecen cierta oposición al flujo de una corriente eléctrica, y esta resistencia limita la corriente. La unidad empleada para cuantificar la resistencia es el ohmio (Ω), que se define como la resistencia que limita el flujo de corriente a 1 amperio en un circuito con una fem de 1 voltio.

Cuando una corriente eléctrica fluye por un cable pueden observarse dos efectos importantes: la temperatura del cable aumenta y un imán o brújula colocada cerca del cable se desvía, apuntando en dirección perpendicular al cable. Al circular la corriente, los electrones que la componen colisionan con los átomos del conductor y ceden energía, que aparece en forma de calor.

Hasta aquí, se ha abordado muy someramente lo que es corriente eléctrica, pero, ¿cómo se produce la corriente eléctrica? Imaginemos el incontable número de electrones concentrados en una terminal del generador (una batería, un generador o cualquier dispositivo que cree una fem). Se repelen o se empujan los unos a los otros, pero sin tener lugar donde desplazarse si no existe un camino o circuito eléctrico. Ahora bien si conectamos un hilo de cobre entre el citado Terminal y el otro del mismo generador (donde hay escasez de electrones) se habrá establecido un circuito eléctrico.

Los electrones del terminal negativo empujaran los electrones libres del hilo, siendo alejados del terminal propagándose esta acción casi instantáneamente de un extremo al otro del hilo. Consecuencia de ello es que inmediatamente comenzarán los electrones a desplazarse por el hilo, avanzando hacia el terminal positivo del generador en el cual la presencia de electrones es escasa.

Un electrón considerado en particular no se desplaza necesariamente de uno al otro extremo del circuito eléctrico. Solo puede hacerlo en una pequeña fracción de centímetro por minuto; pero en cambio su empuje se propaga casi instantáneamente de uno al otro extremo del circuito. Para mejor comprensión sigamos la acción de un solo electrón desde el instante en que se cierra el circuito entre bornes del generador, y supongamos que dicho electrón estaba en el terminal negativo donde están concentrados en gran número.

El electrón ejerce un empuje sobre los que le rodean y, a su vez, es empujado por éstos. Cuando se cierra el circuito, este electrón es expulsado del terminal y penetra en el hilo de cobre que forma el circuito, para ser momentáneamente capturado por un átomo de cobre que acaba de perder su electrón exterior, pero casi instantáneamente se desprende del mismo y es empujado a lo largo del hilo hacia otro, al mismo tiempo que repele los electrones situados delante de él.

Estos electrones, a su vez, repelen a los que preceden. Este empuje se hace patente a lo largo de todo el hilo, de forma que, casi instantáneamente los electrones son impulsados hacia el otro extremo del hilo y penetran en el terminal positivo del generador. La corriente eléctrica en un material conductor (por ejemplo, cobre) puede ser calculada con:

I=Qt

Donde: Q: carga eléctrica, Coulomb t: tiempo, segundos I: corriente eléctrica, Amperios

RESISTENCIA ELÉCTRICA La resistencia eléctrica, es una propiedad de un objeto o sustancia que hace que se resista u oponga al paso de una corriente eléctrica. La resistencia de un circuito eléctrico determina (según la llamada ley de Ohm) cuánta corriente fluye en el circuito cuando se le aplica un voltaje determinado. La unidad de resistencia es el ohmio, que es la resistencia de un conductor si es recorrido por una corriente de un amperio cuando se le aplica una tensión de 1 voltio.

La abreviatura habitual para la resistencia eléctrica es R, y el símbolo del ohmio es la letra griega omega, Ω. En algunos cálculos eléctricos se emplea el inverso de la resistencia, 1/R, que se denomina conductancia y se representa por G. La unidad de conductancia es siemens, cuyo símbolo es S. G=1R

Donde: R: resistencia, Ohmios G: conductancia eléctrica, Siemens

CIRCUITOS ELÉCTRICOS Y SUS COMPONENTES. Un circuito eléctrico es el trayecto o ruta de una corriente eléctrica. El término se utiliza principalmente para definir un trayecto continuo compuesto por conductores y dispositivos conductores, que incluye una fuente de fuerza electromotriz que transporta

la corriente por el circuito. Un circuito de este tipo se denomina circuito cerrado, y aquellos en los que el trayecto no es continuo se denominan abiertos. Un cortocircuito es un circuito en el que se efectúa una conexión directa, sin resistencia, inductancia ni capacitancia apreciables, entre los terminales de la fuente de fuerza electromotriz.

LEY DE OHM La corriente fluye por un circuito eléctrico siguiendo varias leyes definidas. La ley básica del flujo de la corriente es la ley de Ohm, así llamada en honor a su descubridor, el físico alemán Georg Ohm. Según la ley de Ohm, la cantidad de corriente que fluye por un circuito formado por resistencias puras es directamente proporcional a la fuerza electromotriz aplicada al circuito, e inversamente proporcional a la resistencia total del circuito. Esta ley suele expresarse mediante la fórmula I = V/R, siendo I la intensidad de corriente en amperios, V la fuerza electromotriz en voltios y R la resistencia en ohmios.

La ley de Ohm se aplica a todos los circuitos eléctricos, tanto a los de corriente continua (CC) como a los de corriente alterna (CA), aunque para el análisis de circuitos complejos y circuitos de CA deben emplearse principios adicionales que incluyen inductancias y capacitancias. V=I×R

Donde: V: diferencia de potencial o voltaje aplicado a la resistencia, Voltios I: corriente que atraviesa la resistencia, Amperios R: resistencia, Ohmios

POTENCIA ELÉCTRICA Al circular la corriente, los electrones que la componen colisionan con los átomos del conductor y ceden energía, que aparece en la forma de calor. La cantidad de energía desprendida en un circuito se mide en julios. La potencia consumida se mide en vatios; 1 vatio equivale a 1 julio por segundo. La potencia "P" consumida por un circuito determinado puede calcularse a partir de la expresión: P=V×I=V2R=I2×R

Donde: V: diferencia de potencial o voltaje aplicado a la resistencia, Voltios I: corriente que atraviesa la resistencia, Amperios R: resistencia, Ohmios P: potencia eléctrica, Vatios

CIRCUITOS EN SERIE Un circuito en serie es aquél en que los dispositivos o elementos del circuito están dispuestos de tal manera que la totalidad de la corriente pasa a través de cada elemento

sin división ni derivación. Cuando en un circuito hay dos o más resistencias en serie, la resistencia total se calcula sumando los valores de dichas resistencias.

Donde Ii es la corriente en la resistencia Ri, V el voltaje de la fuente. Aquí observamos que en general: I=I1=I2=I3=⋯=In V=V1+V2+V3+⋯+Vn R=R1+R2+R3+⋯+Rn

Donde: I: corriente de la fuente V: voltaje de la fuente R: resistencia total

CIRCUITOS EN PARALELO En un circuito en paralelo los dispositivos eléctricos, por ejemplo las lámparas incandescentes o las celdas de una batería, están dispuestos de manera que todos los

polos, electrodos y terminales positivos (+) se unen en un único conductor, y todos los negativos (-) en otro, de forma que cada unidad se encuentra, en realidad, en una derivación paralela. El valor de dos resistencias iguales en paralelo es igual a la mitad del valor de las resistencias componentes y, en cada caso, el valor de las resistencias en paralelo es menor que el valor de la más pequeña de cada una de las resistencias implicadas.

Donde, en general: V=V1=V2=V3=⋯=Vn I=I1+I2+I3+⋯+In R=11R1+1R2+1R3+⋯+1Rn

Donde: I: corriente de la fuente V: voltaje de la fuente R: resistencia total

CIRCUITOS MIXTOS Es una combinación de elementos tanto en serie como en paralelos. Para la solución de estos problemas se trata de resolver primero todos los elementos que se encuentran en

serie y en paralelo para finalmente reducir a la un circuito puro, bien sea en serie o en paralelo.

En la vida cotidiana observamos estos circuitos en las instalaciones eléctricas domésticas. La conexión entre los bombillos de una misma habitación está en paralelo, de manera que si un bombillo se "quema", los demás quedan encendidos. Pero entre el interruptor y los bombillos el circuito es en serie, de manera que si se "apaga" la luz se interrumpe el fluido eléctrico y los bombillos se apagan todos juntos.

Los cables eléctricos y las resistencias deben ser de materiales que sean buenos conductores como: oro, plata, cobre, aluminio, bronce, entre otros. Estos son materiales que presentan poca resistencia. Los que se utilizan para hacer los bombillos eléctricos deben tener alta resistencia para que se pongan incandescentes y alumbren. El mejor de ellos para este fin es el tungsteno. Otros materiales son pésimos conductores, ya que no permiten el paso de la electricidad. Entre ellos se puede mencionar: plástico, hule, madera, caucho, polietileno y porcelana.

CONCLUSIONES

RECOMENDACIONES

ANEXOS