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Teoría de Circuitos de Corriente Directa CD

TEORÍA DEL CIRCUITO DE CORRIENTE DIRECTA

OBJETIVO: Familiarización con los circuitos de CD, puente de Wheatstone y medidores de tensión.

Electrón

Un electrón es una partícula cargada negativamente que es una parte de todos los átomos. Los electrones forman órbitas alrededor del átomo. Los electrones se encuentran en órbitas más cerca del centro del átomo, o núcleo, se encuentran más atraídos a la estructura atómica que los electrones en la órbita más externa. Los conductores tales como el oro, el cobre y la plata tienen un electrón en su órbita externa, también llamada la capa de valencia. Estos electrones de valencia pueden escapar fácilmente de su átomo y moverse al azar a otro átomo.

Estos electrones se denominan electrones libres. Los electrones libres chocan con otros electrones de valencia, causando más electrones libres. Los conductores tienen muchos electrones libres se mueven al azar de átomo a átomo.

Los aislantes son lo opuesto de los conductores. Sus capas de valencia contienen muchos electrones que están estrechamente unidos a sus átomos. Los aislantes tienen pocos electrones libres y son muy malos conductores de la electricidad.

Corriente y Tensión

La corriente eléctrica es el flujo ordenado de electrones. Cuando los electrones fluyen más allá de un punto dado a razón de 6,24 x 10 exp18 (6, 240,000,000,000,000,000) electrones por segundo, un amperio de corriente está presente.

El nombre dado a la serie 6,24 x 10 exp 18 es un coulomb. Así que podemos decir un amperio (Amp) de la corriente es igual a un culombio que pasa por un punto dado en un segundo. El símbolo utilizado en la electrónica para la corriente es A.

Para mover los electrones en un conductor y producir flujo de corriente, una fuerza debe ser ejercida sobre el conductor. En los circuitos eléctricos esta fuerza es una diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos y se llama voltaje. Así, la corriente es el flujo real de electrones y la tensión es la fuerza que hace que los electrones fluyan.

El símbolo utilizado en la electrónica para corriente es I, y el símbolo para el voltaje es V.

Resistencia

El flujo de corriente a través de un conductor se encuentra con una oposición a su paso que varía dependiendo el material del conductor. Esta oposición al flujo de corriente es llamada resistencia. El símbolo que se utiliza para denotar la resistencia es R. La unidad de medida de la resistencia que se llama ohm.

El símbolo que se utiliza para denotar ohmios es ?.

Circuitos de corriente continua o directa

Un físico alemán llamado G.S. Ohm desarrolló una relación entre voltaje, corriente y resistencia en un circuito cerrado. Un circuito consiste en una fuente de tensión y una ruta completa de flujo de corriente. La ruta debe comenzar en un lado de la fuente de tensión y el final en el otro lado. Esto le da al circuito una ruta completa, ininterrumpida y también establece una diferencia de potencial entre los extremos de la ruta, que desde un lado de la fuente tiene un potencial positivo y el otro lado tiene un potencial negativo. Ohm declaró, "la corriente es directamente proporcional a la tensión e inversamente proporcional a la resistencia. "Esta relación es conocida como la Ley de Ohm.

Como una fórmula, la ley de Ohm se ve así:

Corriente (en amperios)=(Tensión (en voltios))/(Resistencia (en ohmios) )

El uso de los símbolos de corriente, tensión y resistencia, esta relación se muestra como I = V / R. Más comúnmente, la Ley de Ohm se hace referencia en el formulario V = IR.

Para simbolizar un circuito de corriente continua se utiliza el símbolo para representar la batería, que es la fuente de energía.

El símbolo de la resistencia es.

El diagrama de un circuito de corriente continua sencilla se muestra a continuación.

La resistencia es la carga o lo que se oponga a la corriente. Podría ser un foco de luz, elemento calefactor o cualquier otro tipo de componente eléctrico resistivo, tal como una Celda de carga.

Echemos un vistazo más de cerca a la Ley de Ohm, I = V / R. Desde tensión y corriente son directamente proporcionales, si aumentamos el voltaje de la batería de nuestro circuito hará que también aumentará el flujo de corriente. También la disminución de la resistencia aumentará el flujo de corriente, ya que son indirectamente proporcionales.

Circuito con resistencias en serie

Un circuito en serie contiene una fuente de energía, una o más resistencias y sólo una trayectoria para flujo de corriente. Echemos un vistazo a un circuito en serie con dos resistencias.

Al mirar en el circuito hallamos una fuente de alimentación de 10V. Hay dos resistencias en el circuito y sólo un camino para la corriente fluya. Así que en un circuito en serie podemos decir que la corriente en el circuito es constante. No importa donde se mida la corriente en el circuito será la misma.

La resistencia total (RT) en el circuito es la suma de todas las resistencias. (RT = R1 + R2 ...). La resistencia total de nuestro circuito es 400?. Usando la Ley de Ohm podemos hallar la corriente total debido en el circuito: IT = VT / RT, IT = 10V / 400? = 0,025 amperios o 25 miliamperios (mA).

Ya que sabemos que el fl ujo de corriente total que conocemos el fl ujo de corriente a través de R1 y R2 (IR1, IR2).

Flujo de corriente es constante en un circuito en serie, así que T = IR1 = IR2. La suma de las caídas de tensión en un circuito en serie son iguales a la tensión aplicada. ¿Cuál es la caída de tensión en R1? Usando la Ley de Ohm la caída de tensión en R1 (VR1) es igual al producto de la corriente que fluye a través de R1 (IR1) y la resistencia de R1.

En una fórmula que tiene este aspecto: VR1 = IR1.R1

Veamos otro ejemplo.

El problema pide hallar las caídas de tensión en cada una de las resistencias. Primero necesitamos hallar la corriente total del circuito, que también es igual a la corriente a través de cada una de las resistencias. Usando la Ley de Ohm:

También sabemos que RT = R1 + R2 + R3

Usando la Ley de Ohm para hallar VR1, VR2 y VR3 ...

Circuito con resistencias en paralelo

Un circuito en paralelo contiene una fuente de energía y más de un camino para el flujo de corriente.

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