Circuitos RC

Los circuitos RC son circuitos que están compuestos por una resistencia y un condensador.
Se caracteriza por que la corriente puede variar con el tiempo. Cuando el tiempo es igual a cero, el condensador está descargado, en el momento que empieza a correr el tiempo, el condensador comienza a cargarse ya que hay una corriente en el circuito. Debido al espacio entre las placas del condensador, en el circuito no circula corriente, es por eso que se utiliza una resistencia.
Cuando el condensador se carga completamente, la corriente en el circuito es igual a cero.
La segunda regla de Kirchoff dice: V = (IR) - (q/C)

Donde q/C es la diferencia de potencial en el condensador.

En un tiempo igual a cero, la corriente será: I = V/R cuando el condensador no se ha cargado.
Cuando el condensador se ha cargado completamente, la
corriente es cero y la carga será igual a: Q = CV [1]

Circuitos RC Serie

En un circuito RC en serie la corriente (corriente alterna) que pasa por la resistencia y por el condensador es la misma. Esto significa que cuando la corriente está en su punto más alto (corriente de pico), estará así tanto en la resistencia como en el condensador (capacitor.)

Pero algo diferente pasa con los voltajes. En la resistencia, el voltaje y la corriente están en fase (sus valores máximos coinciden en el tiempo). Pero con el voltaje en el capacitor no es así. El voltaje en el condensador está retrasado con respecto a la corriente que pasa por él. (el valor máximo de voltaje sucede después del valor máximo de corriente en 90o) Estos 90º equivalen a ¼ de la longitud de onda dada por la frecuencia de la corriente que está pasando por el circuito.

El voltaje total que alimenta el circuito RC en serie es igual a la suma del voltaje en la resistencia y el voltaje en el condensador.

Este voltaje tendrá un ángulo de desfase (causado por el condensador) y se obtiene con ayuda de las siguientes fórmulas:

Valor del voltaje (magnitud): Vs = ( VR2 + VC2 )1/2

Angulo de desfase Θ = Arctang ( -VC/VR )

A la resistencia total del conjunto resistencia-capacitor, se le llama impedancia ( Z ) (un nombre mas generalizado) y Z es la suma fasorial (no una suma directa) del valor de la resistencia y de la reactancia del condensador y la unidad es en ohmios. Se obtiene con ayuda de la siguiente fórmula:

Vs /Θ1 Impedancia: Z/Θ = ---------- I /Θ2

donde: - Vs: s la magnitud del voltaje - Θ1: es el angulo del voltaje - I: es la magnitud de la corriente - Θ2: es el angulo de la corriente

La fórmula:

Z se obtiene dividiendo directamente Vs e I y el ángulo (Θ) de Z se obtiene restando el ángulo de I del ángulo Vs.

Circuitos RC en paralelo

En un circuito RC en paralelo el valor del voltaje es el mismo tanto en el condensador como en la resistencia y la corriente que se entrega al circuito se divide entre los dos componentes.
La corriente que pasa por la resistencia y el voltaje que hay en ella están en fase (la resistencia no causa desfase) y la corriente en el capacitor está adelantada con respecto a la tensión (voltaje), que es igual que decir que el voltaje está retrasado con respecto a la corriente.
La corriente alterna total es igual a la suma de las corrientes por los dos elementos y se obtiene con ayuda de las siguientes fórmulas:

Corriente alterna Total (magnitud) It = (Ir2 + Ic2)1/2
Angulo de desfase Θ = Arctang ( -Ic / Ir )

La impedancia Z del circuito en paralelo se obtiene con la fórmula

V /Θ1 Z /Θ = ----------- I /Θ2

Bibliografia:

[1] www.monografias.com/trabajos12/circu/circu.shtml

[2] www.unicrom.com/Tut_circuitoRCParalelo.asp

Potenciómetro

El potenciómetro original es un tipo de puente de circuito para medir voltajes. La palabra se deriva de “voltaje potencial” y “potencial” era usado para referirse a “fuerza”. El potenciómetro original se divide en cuatro clases: el potenciómetro de resistencia constante, el potenciómetro de corriente constante, el potenciómetro microvolt y el potenciómetro termopar. [1]

Se utiliza para medir voltajes debajo de 1,5 V. En este circuito, la tensión desconocida está conectado a través de una sección del alambre de la resistencia, los extremos de la cual están conectados con una célula electroquímica estándar que proporciona una corriente constante a través del alambre, el fem desconocido, en serie con un galvanómetro, entonces se conectada a través de una sección de longitud variable del alambre de la resistencia usando un contacto que se desliza. El contacto que se desliza se mueve hasta que ninguna corriente fluya dentro o fuera de la célula estándar, según lo indicado por un galvanómetro en serie con el fem desconocido. El voltaje a través de la sección seleccionada del alambre es entonces igual al voltaje desconocido. Todo lo que queda es calcular el voltaje desconocido de la corriente y de la fracción de la longitud del alambre de la resistencia que fue conectado con el emf desconocido. El galvanómetro no necesita ser calibrado, pues su única función es leer cero. Cuando el galvanómetro lee cero, no se saca ninguna corriente de la fuerza electromotriz desconocida y así que la lectura es independiente de la resistencia interna de la fuente. [2]

Bibliografia:

[1] www.es.wikipedia.org/wiki/Potenciómetro

[2] www.labc.usb.ve/mgimenez/Lab_Circ_Electronicos_Guia_Teorica/Cap10.pdf

Voltimetro

Un voltímetro es aquel aparato o dispositivo que se utiliza a fin de medir, de manera directa o indirecta, la diferencia potencial entre dos puntos de un circuito eléctrico. Se usa tanto por los especialistas y reparadores de artefactos eléctricos, como por aficionados en el hogar para diversos fines; la tecnología actual ha permitido poner en el mercado versiones económicas y al mismo tiempo precisas para el uso general, dispositivos presentes en cualquier casa de ventas dedicada a la electrónica. [1]

Los voltímetros, en esencia, están constituidos de un galvanómetro sensible que se conecta en serie a una resistencia extra de mayor valor. A fin de que durante el proceso de medición no se modifique la diferencia de potencial, lo mejor es intentar que el voltímetro utilice la menor cantidad de electricidad posible. Lo anterior es posible de regular con un voltímetro electrónico, el que cuenta con un circuito electrónico con un adaptador de impedancia.

Para poder realizar la medición de la diferencia potencial, ambos puntos deben encontrarse de forma paralela. En otras palabras, que estén en paralelo quiere decir que se encuentre en derivación sobre los puntos de los cuales queremos realizar la medición. Debido a lo anterior, el voltímetro debe contar con una resistencia interna lo más alta que sea posible, de modo que su consumo sea bajo, y así permitir que la medición de la tensión del voltímetro se realice sin errores. Para poder cumplir con este requerimiento, los voltímetros que basan su funcionamiento en los efectos electromagnéticos de la corriente eléctrica, poseen unas bobinas con hilo muy fino y de muchas espiras, a fin de que, aún contando con una corriente eléctrica de baja intensidad, el aparato cuente con la fuerza necesaria para mover la aguja. [2]

Bibliografia:

[1] www.misrespuestas.com/que-es-un-voltimetro.html

[2] www.clubse.com.ar/newsletter/news17/notas/nota02.html

Amperimetro

Un amperímetro es un instrumento que sirve para medir la intensidad de corriente que está circulando por un circuito eléctrico.
Los amperímetros, en esencia, están constituidos por un galvanómetro cuya escala ha sido graduada en amperios.
El aparato descrito corresponde al diseño original, ya que en la actualidad los amperímetros utilizan un conversor analógico/digital para la medida de la caída de tensión sobre un resistor por el que circula la corriente a medir. La lectura del conversor es leída por un microprocesador que realiza los cálculos para presentar en un display numérico el valor de la corriente circulante.

Para efectuar la medida de la intensidad de la corriente circulante el amperímetro ha de colocarse en serie, para que sea atravesado por dicha corriente. Esto nos lleva a que el amperímetro debe poseer una resistencia interna lo más pequeña posible, a fin de que no produzca una caída de tensión apreciable. Para ello, en el caso de instrumentos basados en los efectos electromagnéticos de la corriente eléctrica, estarán dotados de bobinas de hilo grueso y con pocas espiras. [1]

En algunos casos, para permitir la medida de intensidades superiores a las que podrían soportar los delicados devanados y órganos mecánicos del aparato sin destruirse, se les dota de un resistor de muy pequeño valor colocado en paralelo con el devanado, de forma que solo pase por este una fracción de la corriente principal. Aunque la mayor parte de la corriente pasa por la resistencia de la derivación, la pequeña cantidad que fluye por el medidor sigue siendo proporcional a la intensidad total por lo que al utilizar esta proporcionalidad, el galvanómetro se puede así emplear para medir intensidades de varios cientos de amperios. [2]

Bibliografia:

[1] www.geocities.com/apuntesyejercicios/Ampere.htm

[2] www.cuadernotecnologianatalia.blogspot.com/2008/01/ampermetro.html

Imagenes de:

http://www.pce-iberica.es/

http://www.quimicaweb.net/

Diferencia de Potencial

También llamada tensión eléctrica, es el trabajo necesario para desplazar una carga positiva unidad de un punto a otro en el interior de un campo eléctrico; en realidad se habla de diferencia de potencial entre ambos puntos (VA - VB). La unidad de diferencia de potencial es el voltio (V).

Un generador de corriente eléctrica permite mantener una diferencia de potencial constante y, en consecuencia, una corriente eléctrica permanente entre los extremos de un conductor. Sin embargo, para una determinada diferencia de potencial, los distintos conductores difieren entre sí en el valor de la intensidad de corriente obtenida, aunque el campo eléctrico sea el mismo. Existe una relación de proporcionalidad, dada por la ley de Ohm, entre la diferencia de potencial entre los extremos de un conductor y la intensidad que lo recorre. La constante de proporcionalidad se denomina resistencia del conductor y su valor depende de su naturaleza, de sus dimensiones geométricas y de las condiciones físicas, especialmente de la temperatura.

La diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito se mide con un voltímetro, instrumento que se coloca siempre en derivación entre los puntos del circuito cuya diferencia de potencial se quiere medir.[1]

Bibliografia:

[1]

www.es.encarta.msn.com/encyclopedia_761592154/diferencia_de_potencial.html

Circuitos Simple

Circuito eléctrico simple, 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 aquéllos 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.

La manera más simple de conectar componentes eléctricos es disponerlos de forma lineal, uno detrás del otro. Este tipo de circuito se denomina “circuito en serie” ( 1) , Si una de las bombillas del circuito deja de funcionar, la otra también lo hará debido a que se interrumpe el paso de corriente por el circuito. Otra manera de conectarlo sería que cada bombilla tuviera su propio suministro eléctrico, de forma totalmente independiente, y así, si una de ellas se funde, la otra puede continuar funcionando. Este circuito se denomina “circuito en paralelo”(2). [1]

Bibliografia:

[1] www.seicircuits.com.ar/ntCircuitoSimple.htm

Imagenes de:

http://www.slotargentino.com.ar/

Fuerza Electromotriz

La fuerza electromotriz (FEM) es toda causa capaz de mantener una diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito abierto o de producir una corriente eléctrica en un circuito cerrado. Es una característica de cada generador eléctrico. Con carácter general puede explicarse por la existencia de un campo electromotor ε cuya circulación,∫ε ds, define la fuerza electromotriz del generador.
Se define como el trabajo que el generador realiza para pasar por su interior la unidad de carga positiva del polo negativo al positivo, dividido por el valor en Coulombs de dicha carga. Esto se justifica en el hecho de que cuando circula esta unidad de carga por el circuito exterior al generador, desde el polo positivo al negativo, es necesario realizar un trabajo o consumo de energía (mecánica, química, etcétera) para transportarla por el interior desde un punto de menor potencial (el polo negativo al cual llega) a otro de mayor potencial (el polo positivo por el cual sale).
La f.e.m. se mide en voltios, al igual que el potencial eléctrico.
Por lo que queda que:
el termino fuerza electromotriz se utiliza para referirse a la capacidad que tienen algunos aparatos para movilizar la carga eléctrica. Por ejemplo, las pilas, los acumuladores o baterías de automóvil, el generador o alternador de un automóvil o de una represa hidroeléctrica o de una planta termoeléctrica, las baterías solares de una nave espacial, los transformadores, son todos dispositivos o aparatos diseñados para poner la carga eléctrica en movimiento y se les llama fuentes de fuerza electromotriz.
Se supone que en su esencia, estos aparatos ejercen una fuerza sobre las cargas eléctricas y las ponen en movimiento, de allí el nombre de generadores de fuerza electromotriz. Sin embargo la magnitud de la fuerza electromotriz (f.e.m.) no se mide a través de la fuerza eléctrica sino por medio de la energía que estos aparatos utilizan para mover una unidad de carga. [1]

Dependiendo del tipo de corriente eléctrica que pueden producir se clasifican en tres tipos:

a) Fuentes de Fuerza Electromotriz directa (C.D ) como las pilas, acumuladores, baterias solares y otros. En este caso la corriente que producen es de un valor constante dentro de un intervalo relativamente grande.

b) Fuentes de Fuerza Electromotriz alterna (C.A) como los generadores eléctricos de los carros que son los encargados de proporcionar electricidad, cuando el vehículo está en funcionamiento o como las plantas generadoras de electricidad doméstica. Se diferencian de los anteriores por que la corriente que producen es variable en el tiempo, no sólo en magnitud sino también de dirección. Su funcionamiento esta apoyado en el principio de las Corrientes Inducidas descubierto por Faraday.

c) Fuentes de Fuerza Electromotriz variable no alterna. En este caso la corriente producida es variable, por ejemplo: el encendedor piezoeléctrico de la cocina produce una descarga eléctrica en el aire variable en intensidad y de muy corta duración. [2]

Bibliografia:

[1] www.asifunciona.com/electrotecnia/ke_fem/ke_fem_1.htm

[2] www.rena.edu.ve/TerceraEtapa/Fisica/FuezElectromotriz.html