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Capítulo 4: Circuitos electrónicos básicos

Hola!: En esta entrega voy a hablarles de cosas importantísimas de electrónica. Con esto termino los temas puramente electrónicos y en dos semanas volvemos con pura PC. Les va a sobrar para que podamos entendernos en el curso, pero lo dicto porque con esta base van a poder entender muchísimo más de electrónica (lo digo muy en serio), y leyendo algunos artículos del área de electrónica que les voy a indicar van a poder a llegar a aprender mucho.

Circuitos con resistores:

Como vimos antes la ley base de la electrónica es la ley de ohm que dice que la corriente (I) en un conductor es proporcional a la tensión (V) e inversamente proporcional a la resistencia (R). Se los vuelvo a poner bien grandote a la derecha porque es una ecuación que no se tienen que olvidar.

Ahora veremos como analizar los circuitos más simples pero también importantes ya que serán la base de todos lo demás que estudiemos. Pero antes de poder analizar un circuito tenemos que saber "leerlo". Cada componente (como el resistor, la fuente a alimentación, etc.) en un diagrama eléctrico, es representado por un símbolo. La fuente de alimentación se representa con este símbolo el lado positivo es el de la línea más larga (el + es opcional) y debemos indicar su tensión (en volts). Los resistores tienen se simbolizan de la siguiente forma y se indica su valor (en ohms). Por ahora analizaremos sólo circuitos con resistores y fuentes de alimentación, pero la cantidad de componentes que existen es enorme, y cada uno tiene su simbología. También en los circuitos se indican las corrientes, y la tensión sobre cada componente.

Ahora que sabemos que es cada cosa miremos el circuito... tenemos una fuente de alimentación que está unida por un conductor (cable) al resistor.

Este es nuestro primer circuito, ahora imaginemos que está funcionando.

Tenemos una tensión entre los dos bornes de la batería, como están unidos circula una corriente (I total) que está limitada por el resistor (acuérdense que la corriente es proporcional a la tensión e inversamente proporcional a la resistencia) que entre sus bornes tiene una tensión que es la que le da la fuente (Vr). Entonces ahora podemos tratar de calcular esa corriente: Sabemos que la tensión son 10V, la resistencia 100W...

Muy lindo, pero ahora como me gusta a mi, vamos a complicar un poco las cosas... Vamos a ver circuitos con varias resistencias asociadas.

Circuito con resistencias en serie:

Esta es la primera forma en que vamos a ver como pueden trabajar dos ó más resistencias en conjunto.

Miremos el circuito... ahora tenemos dos resistencias una tras la otra. A esta configuración se la llama serie y es la más simple de analizar.

Nodos, ramas y mallas:

Antes de continuar tenemos que ponernos de acuerdo con ciertas nomenclaturas.

Un nodo es un punto donde el circuito se divide; un ejemplo es un empalme de tres cable. Una rama es cualquier conjuntos de componentes en serie que estén entre dos nodos. En el gráfico de la derecha podemos ver marcado con una líneas rojas los ejemplos de ramas. También tenemos líneas azules que forman un circuito cerrado: esto es una malla ó bucle.

Ahora volviendo a nuestro circuito a analizar podemos darnos cuenta que podemos describir una malla. La corriente que circula por ambas resistencias es la misma, pero la tensión (Vr1 y Vr2) que existe sobre ellas es distinta. 

Si no sabemos el valor de estas tensiones las podríamos calcular mediante la ley de ohm diciendo que V = I * R, pero nos hallamos en el problema en que tampoco sabemos la corriente. Para calcular la corriente tendríamos que hacer I = V / R, pero nos hallamos con algo lógico: tenemos que saber cual es el valor total de las resistencias para sacar la corriente.

Los valores de las resistencias se suman hallando el valor de una resistencia equivalente a esas dos. Esto se aplica sin importar la cantidad de resistencias que tengamos.

Entonces podemos imaginar un circuito con sólo una resistencia que sea igual a 200W. Por lo que ahora en el circuito tenderemos una corriente de 0,05A.

Ahora que sabemos la corriente Itotal que circula por el circuito, podemos ver que tensión cae en cada resistencia.

En este caso en cada resistencia cae 5 Volts. Entonces podemos decir que un circuito con resistencias en serie es un divisor de tensión.

Agarra una hoja, fijate que resultado te da. Ahora analiza el circuito pero cambiando el valor de las resistencias:

Notaron algo?...     Vr1 + Vr2 = V pila = 10V

Esta es la primera ley de Kirchoff, la ley de las mallas que dice:

La sumatoria de las tensiones en una malla es igual a 0.

Si miramos el circuito desde la batería y vamos anotando las tensiones: primero 10V de la batería (positivo porque es el último lado de ella que vemos), -5V de la primera resistencia (negativo porque también es el último lado que vemos de ella) y -5V de la otra resistencia, llegamos a:

+10V - 5V -5V = 0V

Circuitos con resistencias en paralelo:

Ahora tenemos dos resistencias, pero una al lado de la otra. Están en paralelo.

Si recorremos el circuito vemos que el cable se divide en dos en el nodo. Ahora imaginemos la corriente, pero como si fuese agua... a la altura del nodo el agua se divide en dos, una parte por cada rama.

Pensemos: cuanto más fácil sea pasar por una rama (menor resistencia) más corriente podrá pasar por ella. Entonces si tenemos dos resistencias en paralelo, por la resistencia mas chica pasará más corriente y en la más grande menos.

Dos o más resistencias que están en paralelo (están sus bornes unidos en un nodo) son un divisor de corriente.

Con esta información ya podemos calcular la corriente por cada rama (I1 e I2). Sabemos que la tensión sobre ellas es de 10V.

Pero que pasa si ahora queremos calcular la Itotal... podemos calcular la resistencia equivalente y luego aplicar la ley de ohm. Para calcular esta resistencia equivalente se aplica esta ecuación:

No voy a explicarles de donde sale porque no les quiero complicar la vida (ya bastante se las estoy complicando ahora). Pero apliquémosla, y también hagamos todo el proceso con estos valores:

Ahora notamos que Itotal = I1 + I2, llegando a la segunda ley de Kirchoff, o ley de los nodos:

Las sumatoria de las corrientes entrantes y salientes en un nodo son igual a 0.

Tomamos las corrientes que entran con signo positivo y las que salen con signo negativo:

0,625A - 0,125A - 0,5A = 0A

Y ahora los dejo hasta la próxima entrega donde voy a ser mucho más bueno, pero no se olviden (si tienen un poco de tiempo y ganas) de leer lo siguiente como lectura adicional y optativa:

Componentes electrónicos

Introducción a la electrónica

Circuitos equivalentes

Léanlos tranquilos y no se preocupen si no entienden todo

Se que esta clase es muy difícil y por eso espero sus dudas... como siempre estoy en

  

 
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