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Grado Noveno – Primer Periodo – Circuitos Eléctricos, Clasificación y Componentes.
Circuitos Electicos
Un circuito es una red eléctrica (interconexión de dos o más componentes, tales como resistencias, inductores, capacitores, fuentes,
interruptores y semiconductores) que contiene al menos una trayectoria cerrada. Los circuitos que contienen solo fuentes, componentes
lineales (resistores, capacitores, inductores), y elementos de distribución lineales (líneas de transmisión o cables) pueden analizarse por
métodos algebraicos para determinar su comportamiento en corriente directa o en corriente alterna. Un circuito que tiene componentes
electrónicos es denominado un circuito electrónico. Estas redes son generalmente no lineales y requieren diseños y herramientas de
análisis mucho más complejos.
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PARTES
Componente: Un dispositivo con dos o más terminales que puede fluir carga dentro de él. En la
figura 1 se ven 8 componentes entre resistores y fuentes.
Nodo: Punto de un circuito donde concurren varios conductores distintos. A, B, D, E son
nodos. Nótese que C no es considerado como un nodo puesto que es el mismo nodo A al no
existir entre ellos diferencia de potencial o tener tensión 0 (VA - VC = 0).
Rama: Conjunto de todos los elementos de un circuito comprendidos entre dos nodos
consecutivos. En la figura 1 se hallan siete ramales: AB por la fuente, AB por R1, AD, AE,
BD, BE y DE. Obviamente, por un ramal sólo puede circular una corriente.
Malla: Un grupo de ramas que están unidas en una red y que a su vez forman un lazo.
Fuente: Componente que se encarga de transformar algún tipo de energía en energía eléctrica.
En el circuito de la figura 1 hay tres fuentes, una de intensidad, I, y dos de tensión, E1 y E2.
Conductor: Comúnmente llamado cable; es un hilo de resistencia despreciable (idealmente
cero) que une los elementos para formar el circuito.
CONFIGURACIÓN
CLASIFICACIÓN
En la mayoría de los casos, las señales (tensiones o corrientes) aplicadas a los circuitos eléctricos pueden encuadrarse dentro de una de las
siguientes categorías:
Un circuito en serie es una configuración de conexión en la que los bornes o
terminales de los dispositivos (generadores, resistencias, condensadores,
interruptores, entre otros.) se conectan secuencialmente. La terminal de salida de
un dispositivo se conecta a la terminal de entrada del dispositivo siguiente.
Siguiendo un símil hidráulico, dos depósitos de agua se conectarán en serie si la
salida del primero se conecta a la entrada del segundo. Una batería eléctrica suele
estar formada por varias pilas eléctricas conectadas en serie, para alcanzar así el
voltaje que se precise.
El circuito en paralelo es una conexión donde los bornes o terminales de entrada
de todos los dispositivos (generadores, resistencias, condensadores, etc.)
conectados coincidan entre sí, lo mismo que sus terminales de salida.
Siguiendo un símil hidráulico, dos tinacos de agua conectados en paralelo tendrán
una entrada común que alimentará simultáneamente a ambos, así como una salida
común que drenará a ambos a la vez. Las bombillas de iluminación de una casa
forman un circuito en paralelo.
El circuito mixto 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
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Señales continuas (DC): Se trata de señales de valor medio no nulo
TIPO DE SEÑAL
con una frecuencia de variación muy lenta, por lo que se pueden
considerar como constantes en el tiempo.
Señales alternas (AC): Son señales que cambian de signo
periódicamente, de tal forma que su valor medio en una oscilación
completa es nulo. El caso más simple es el de una señal sinusoidal
Señales de alterna superpuestas a un valor de continua: Obviamente,
se trata de una superposición de los dos casos anteriores. Al valor
medio de la señal se le llama componente continua, mientras que la
oscilación recibe el nombre de componente de alterna.
TIPO DE
RÉGIMEN
Régimen Transitorio: El análisis del régimen transitorio de un circuito ha de realizarse teniendo en cuenta las
ecuaciones características de cada componente. Puesto que en caso de la bobina y el condensador estas ecuaciones
incluyen como variable adicional el tiempo (a través de las derivadas temporales), será necesario considerar:
 Origen de tiempos
 Condiciones iniciales: En el caso del condensador ha de conocerse la carga o la diferencia de placas en el
instante inicial. En el de la bobina se ha de indicar la corriente inicial en la misma.
Obviamente, en los circuitos con varios condensadores y bobinas, los cálculos necesarios se complican notablemente.
Sin embargo, existen otras herramientas matemáticas con las que el estudio de los fenómenos transitorios puede
abordarse de forma mucho más simple (NOTA: La explicación de estas herramientas queda fuera del ámbito de este
curso).
Régimen Permanente: Para el análisis de circuitos en régimen permanente pueden realizarse algunas
simplificaciones. Tal y como se ha expuesto en el apartado 1.5, las corrientes y tensiones de un circuito en régimen
permanente tienden a imitar la forma de onda de la alimentación del circuito.
1 Señales continuas
En un circuito con generadores de tensión o intensidad constantes, las señales en régimen permanente serán
también constantes. Por lo tanto serán asumibles las siguientes simplificaciones:
 Los condensadores se comportan como un circuito abierto
 Las bobinas se comportan como cortocircuitos
Así pues, podemos obtener un circuito equivalente para las señales continuas en régimen permanente (circuito
equivalente DC) sin más que sustituir los condensadores por un interruptor cerrado y las bobinas por un interruptor
abierto.
2 Señales alternas
En alterna podemos hallar dos circuitos equivalentes AC:
 Frecuencia muy baja: Condensadores CA; Bobinas CC
 Frecuencia muy alta: Condensadores CC; Bobinas CA
Para situaciones de frecuencias medias, es necesario realizar un cálculo teniendo en cuenta los condensadores y
bobinas. Este análisis puede efectuarse como un análisis transitorio normal. Sin embargo, la introducción de un
método matemático basado en los números complejos simplifica notablemente los cálculos (NOTA: La explicación
de este método queda fuera del ámbito de este curso).
3 Señales mixtas
El análisis de circuitos con señales mixtas puede realizarse mediante el principio de superposición.
SEGÚN SUS COMPONENTES
COMPONENTES ELECTRÓNICOS
Se denomina componente electrónico a aquel dispositivo que forma parte de un circuito electrónico. Se suele encapsular, generalmente
en un material cerámico, metálico o plástico, y terminar en dos o más terminales o patillas metálicas. Se diseñan para ser conectados
entre ellos, normalmente mediante soldadura, a un circuito impreso, para formar el mencionado circuito.
Hay que diferenciar entre componentes y elementos. Los componentes son dispositivos físicos, mientras que los elementos son
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modelos o abstracciones idealizadas que constituyen la base para el estudio teórico de los mencionados componentes. Así, los
componentes aparecen en un listado de dispositivos que forman un circuito, mientras que los elementos aparecen en los desarrollos
matemáticos de la teoría de circuitos.
De acuerdo con el criterio que se elija podemos obtener distintas clasificaciones. Seguidamente se detallan las comúnmente más
aceptadas.
1. Según su estructura física
 Discretos: son aquellos que están encapsulados uno a uno, como es el caso de los resistores, condensadores, diodos,
transistores, etc.
 Integrados: forman conjuntos más complejos, como por ejemplo un amplificador operacional o una puerta lógica, que pueden
contener desde unos pocos componentes discretos hasta millones de ellos. Son los denominados circuitos integrados.
2. Según el material base de fabricación.
 Semiconductores (ver listado).
 No semiconductores.
3. Según su funcionamiento.
 Activos: proporcionan excitación eléctrica, ganancia o control.
 Pasivos: son los encargados de la conexión entre los diferentes componentes activos, asegurando la transmisión de las señales
eléctricas o modificando su nivel (ver listado).
4. Según el tipo energía.
 Electromagnéticos: aquellos que aprovechan las propiedades electromagnéticas de los materiales (fundamentalmente
transformadores e inductores).
 Electroacústicos: transforman la energía acústica en eléctrica y viceversa (micrófonos, altavoces, bocinas, auriculares, etc.).
 Optoelectrónicos:transforman la energía luminosa en eléctrica y viceversa (diodos LED, células fotoeléctricas, etc.).
COMPONENTES ELCTRICOS
Los componentes empleados para construir circuitos eléctricos pueden ser agrupados en dos bloques principales:
 Componentes pasivos: Aquellos que suponen un gasto de energía
 Componentes activos: Encargados de suministrar la energía a los pasivos
Para el análisis de los circuitos eléctricos en los que son empleados estos componentes se efectúan dos aproximaciones sucesivas:
 Componentes ideales: Sólo se tiene en cuenta el efecto electromagnético principal que caracteriza al componente. Suponen
una simplificación del comportamiento real
 Componentes reales: La modelización incluye también otros efectos secundarios. Los modelos se construyen como
combinación de componentes ideales
Los componentes ideales permiten realizar una primera aproximación a un circuito eléctrico, proporcionando una respuesta más simple
de calcular, que en muchas ocasiones no difiere en exceso del comportamiento real del circuito. Sin embargo, en determinadas
ocasiones no son aceptables estas aproximaciones, y es imprescindible el cálculo a través de los componentes reales.
1 COMPONENTES PASIVOS IDEALES
Los fenómenos electromagnéticos básicos empleados en los circuitos eléctricos son tres:
Efecto resistivo: Representa la caída de tensión electrocinética en el interior de un conductor.
Efecto capacitivo: Se produce por el almacenamiento de cargas en un sistema formado por dos conductores separados por una pequeña
distancia.
Efecto inductivo: Producido por la influencia de los campos magnéticos.
Los componentes ideales pasivos basan su funcionamiento en uno de estos tres efectos electromagnéticos
2 COMPONENTES ACTIVOS: GENERADORES IDEALES
Los generadores o fuentes son los componentes que aportan la energía para que exista circulación de corriente en un circuito eléctrico.
Los generadores se pueden clasificar de dos modos diferentes:
Por la forma de suministrar la energía:
 Generadores de tensión y Generadores de corriente
Por la dependencia con otras tensiones o corrientes del circuito:
 Generadores dependientes y Generadores independientes
3 COMPONENTES REALES
En los apartados anteriores de este tema se han presentado los componentes ideales, que son aquellos que responden un fenómeno
electromagnético fundamental. Sin embargo, a la hora de fabricar estos componentes es muy difícil aislar totalmente estos efectos. En
el caso más general, un componente pasivo real puede considerarse como una asociación de una resistencia, un condensador y una
bobina ideal. No obstante, en la práctica no suelen presentarse juntos los tres fenómenos. A continuación se presentan los casos reales
más comunes.
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Grado Noveno – Primer Periodo – Circuitos Eléctricos, Clasificación y Componentes.
INSTITUCIÓN EDUCATIVA SAN JOSÉ No. 1.
TALLER DE TECNOLOGÍA E INFORMÁTICA No. 3.
FUENTES NO RENOVABLES.
Integrantes: ___________________________
Fecha:________
Curso:_________
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Preguntas:
1.
¿Qué diferencias y semejanzas hay entre circuitos en serie y en paralelo?
2.
¿Qué ejemplos podrías dar sobre señales de corriente contínua, alterna y mixta?
3.
¿Eres capaz de dibujar un circuito que tenga tres nodos? Si la respuesta es sí, hazlo, sino
¿Por qué?
4.
¿Qué diferencias y semejanzas hay entre los componentes eléctricos y electrónicos?
5.
Da 5 ejmplos de componentes que se encuentren en diferentes artefactos o
electrodomésticos del hogar y donde se encuentran ubicados.
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