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INTRODUCCIÓN AL ANALISIS DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS Susana Fernández de Ávila López 1 1.1 Magnitudes eléctricas fundamentales • Variables eléctricas fundamentales: carga energía tiempo q (C) w (J) t (s) • Fenómenos eléctricos debidos a un flujo de carga corriente (i) Susana Fernández de Ávila López 2 1.1 Magnitudes eléctricas fundamentales • Magnitudes eléctricas fundamentales: dq Corriente: i(t ) = dt dW Tensión: v(t ) = dq J [v] = = V C dW Potencia: p(t ) = dt J [ p] = = W (watio) s C [i] = = A (amperio) s Susana Fernández de Ávila López (voltio) 3 1.1 Magnitudes eléctricas fundamentales • i(t): magnitud vectorial, definida por el módulo + dirección y sentido. Representa el movimiento de cargas positivas. • Sin energía externa la corriente va de mayor a menor potencial. • Concepto de señal eléctrica: magnitud eléctrica (tensión o corriente) variable en el tiempo y cuya misión es transportar información (energía). Susana Fernández de Ávila López 4 1.2 Clasificación de los componentes de un circuito eléctrico • Clasificaciones habituales de los componentes: • Clasificación de los componentes en función de la linealidad de la característica corriente-tensión (I-V): Componente lineal: su señal de salida es función lineal de la señal de entrada Propiedades que debe cumplir: f (ax) = a·f ( x) , con a = constante. – Homogeneidad: – Aditividad: f ( x + y) = f ( x) + f ( y) • Clasificación de componentes en función de su papel energético: – Si el total de la energía suministrada a un componente es siempre mayor que 0 componente pasivo (R, C, L) – Si el balance energético es negativo (el componente suministra energía) componente activo (fuentes de alimentación) Susana Fernández de Ávila López 5 1.3 Componentes básicos de un circuito eléctrico • Componentes básicos de un circuito eléctrico: o o o o o Resistencias (R). Condensadores (C). Bobinas (L). Fuentes de tensión. Fuentes de corriente. Susana Fernández de Ávila López 6 1.3 Componentes básicos de un circuito eléctrico • RESISTENCIA: [ R] = Ω R Símbolo circuital: 1 =Ω R (ohmios) 1 (mho =Siemens) Componente lineal y pasivo. Criterio de polarización: + V A _ B VA > VB i>0 i Susana Fernández de Ávila López 7 1.3 Componentes básicos de un circuito eléctrico • RESISTENCIA: Ley de Ohm: V = i·R V² Potencia consumida en la Resistencia: P = V·i = i²·R= = V²·G R NOTA: • Si R ∞ • Si R 0 i= v = 0 [Circuito abierto] R V = i·R 0 [Cortocircuito ] Susana Fernández de Ávila López 8 1.3 Componentes básicos de un circuito eléctrico • CONDENSADOR: Es un dispositivo electrónico compuesto por dos placas conductoras separadas por un dieléctrico o aislante. Símbolo: Relación i(t) – v(t) : C es un componente lineal y pasivo NOTA: Si v(t) = constante → Susana Fernández de Ávila López (C ↔circuito abierto) 9 1.3 Componentes básicos de un circuito eléctrico • BOBINA: Símbolo: L: inductancia [H] Puede almacenar energía magnética en función de la corriente que la atraviesa. Relación característica i(t) – v(t) : Es un componente lineal y pasivo. NOTA: Si i(t) = constante → (L ↔ cortocircuito) Susana Fernández de Ávila López 10