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Conociendo más

Teoría básica de circuitos eléctricos 

 

El circuito eléctrico permite la conexión y funcionamiento de diferentes elementos de consumo energético; pueden estar constituidos por una fuente de corriente continua o alterna.

Parte 2

Por: Ing. Hernán Hernández

 

En el número anterior se habló sobre la historia de la electricidad desde los primeros indicios de su estudio, esta vez toca el turno al análisis de circuitos eléctricos; para ello necesitas entender qué es un circuito eléctrico.

Elementos de un circuito eléctrico

Si se analiza una aplicación concreta, como una lámpara instalada en una habitación, se pueden identificar fácilmente los siguientes elementos que constituyen un circuito eléctrico:

1) Fuente de energía eléctrica, como la pila en la linterna o el contacto en la instalación doméstica.

2) Un material conductor que permita la circulación de la corriente eléctrica, desde la fuente hasta el elemento receptor o carga.

3) El receptor, que absorbe la energía eléctrica y la convierte en energía luminosa; es el foco.

Siguiendo esta idea, se puede afirmar que un circuito eléctrico es un conjunto de elementos correctamente interrelacionados, que permite el establecimiento de una corriente eléctrica y su transformación en energía utilizable para cada aplicación concreta,por ejemplo iluminar una habitación.

La interacción implica que los distintos elementos tienen que estar conectados electrónicamente, de modo que sus partes metálicas situadas en los terminales de conexión se mantengan en contacto para permitir el paso de la corriente.
 
En una configuración como la mencionada del foco siempre encendido, para facilitar su conexión y desconexión se introduce en el circuito eléctrico un elemento de control, en este caso un interruptor, que permite actuar a voluntad sobre el circuito.
 
Si el circuito eléctrico está interrumpido en algún punto, sea por la acción del interruptor, por la mala conexión de los distintos elementos con el conductor, o bien por la fusión del elemento receptor, se dice que el circuito está abierto y no permitirá la transformación y el aprovechamiento de la energía eléctrica. Si, por el contrario, existe continuidad eléctrica como para iluminar una habitación, el circuito está cerrado.
 

PARÁMETROS ELÉCTRICOS BÁSICOS

Con un análisis más conciso y teórico, conocerás la forma en que se determinan los parámetros eléctricos básicos, para lo anterior nos referiremos a la Ley de Ohm y a la también llamada Ley de Watt, que es una variante de la Ley de Ohm en términos únicamente de corriente y tensión eléctrica.
 

El análisis de los circuitos eléctricos es parte fundamental del estudio de la electricidad, aunque en la instalación residencial no es usual el análisis de resistencias; términos como corriente y potencia son los más utilizados en este caso.

Comencemos con el siguiente circuito básico.

 
Determinar la I TOTAL es simple, solamente se debe aplicar la Ley de Ohm de forma directa.
 
I=E/R; aplicando directamente queda como: I=(50 Vcd)/(10?)=5A.
 
Ahora determinemos otro parámetro sobre el mismo circuito, cambiando los valores.
 

 
Este parámetro se obtiene despejando la Ley de Ohm.
 
R=E/I; queda de la siguiente forma:
 

 
Hasta aquí todo es aplicación directa; puedes obtener la potencia del segundo ejemplo, aplicando la Ley de Watt:
 
P=EÅ~I
 
P=60Å~15=900 W; para el primer ejemplo es 250 W.
 
Definir la corriente junto con la potencia es uno de los parámetros más utilizados para determinar conductores y protecciones, en el caso de la instalación eléctrica; para el análisis de circuitos adicional a lo anterior se pueden realizar distintos cálculos. Continuaremos entonces con determinar valores de resistencia, para ello se aplicarán las configuraciones en serie y paralelo.
 
La configuración de resistencias en serie es simple; están conectadas una tras de otra y sólo comparten una terminal.
 
La forma de determinar la resistencia entre los puntos A y B es sumar los valores de resistencia, para la imagen sería:
 

 
En otro caso se tienen resistencias en paralelo, la fórmula a aplicar es distinta ya que en los puntos A y B se determina de la siguiente forma:
 

 
La solución para el circuito la encuentras aplicando la fórmula de resistencias en paralelo:
 

 
Para circuitos combinados, los cuales involucran resistencias en serie y en paralelo, la solución consiste simplemente en aplicar ambas fórmulas de forma ordenada, primero se resuelven las resistencias en paralelo y posteriormente las resistencias en serie.
 

 
La solución de este circuito, parte con solucionar las resistencias en paralelo.
 
Cuando hacemos esto, obtenemos un circuito en serie, que es la reducción del circuito combinado o mixto.
 
El último paso es sumar ambas resistencias:
 

 
De los circuitos mixtos tenemos varios casos, en el próximo número resolveremos a detalle otro circuito donde es necesario obtener valores de corriente en resistencias en paralelo y determinar las potencias para cada una de ellas.

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