Introducción
Un circuito eléctrico es una combinación de elementos conectados entre sí, que generan, transportan electricidad por medio de conductores unidos de sus extremos. La finalidad de los circuitos es hacer que la corriente haga un trabajo útil como iluminar, hacer mover un motor o hacer funcionar un aparato. Todos los circuitos eléctricos tienen elementos básicos como: Generadores (batería o pila), Conductores (cable o alambre), Interruptores (controlan el paso de corrientes eléctricas), Receptores (reciben y transforman la energía eléctrica en otro tipo de energía), Resistencia eléctrica (dificulta el paso de la corriente eléctrica). Los circuitos eléctricos son utilizados en cada uno de los aparatos eléctricos que se utilizan diariamente por todas las personas. En el siguiente informe presentaremos información sobre circuitos eléctricos, el funcionamiento de éste y de cada uno de los elementos básicos que lo conforman. Sobre los elementos básicos detallaremos sus símbolos, sus utilidades, sus unidades, así como también sus diagramas pictóricos y sistemáticos. Dado un circuito en su forma pictórica, diseñaremos su respectivo diagrama esquemático. Objetivos
Reconocer los elementos y símbolos de un u n circuito eléctrico. Interpretar el diagrama esquemático de un circuito eléctrico.
Descripción teórica
En esta experiencia reconoceremos el símbolo del elemento. La mayor parte de las veces, cuando vemos el dibujo de un circuito, no podemos reconocer las formas que tienen los elementos ni sus características. Diagrama de bloques: Este diagrama nos muestra las partes constituidas de un sistema por medio de bloque, de un sistema complejo, para explicar con más claridad su funcionamiento.
Diagrama esquemático: es el diagrama que nos muestra en forma simbólica los componentes de un circuito. En este diagrama, cada elemento esta representado por un símbolo convencional.
Diagrama pictórico: Este diagrama nos muestra la forma que físicamente tienen los elementos de un circuito y sus conexiones.
Los elementos de un circuito se dividen en dos grandes grupos: 1. Los elementos activos 2. Los elementos pasivos. Los elementos activos son aquellos que generan gene ran energía y los elementos pasivos, son aquellos que algunas veces almacenan energía, pero en la mayoría de las veces, consumen energía o ejercen las dos funciones.
Análisis Indagatorio •
¿Qué es un circuito eléctrico y cuáles son sus componentes?
Se denomina así a la trayectoria cerrada que recorre una corriente eléctrica. Este recorrido se inicia en una de las terminales de una pila, pasa a través de un conducto eléctrico (cable de cobre), llega a una resistencia (foco), que consume parte de la energía eléctrica; continúa después por el conducto, llega a un interruptor y regresa a la otra terminal de la pila. Componentes: - Generador de corriente eléctrica (pila o batería): Fuente d e energía que genera un voltaje entre sus terminales logrando que los electrones se desplacen por el circuito. - Conductores (cables o alambre): Llevan la corriente a los demás componentes del circuito a través de estos cables. - Interruptor: Dispositivo de control, que permite o impide el pa so de la corriente eléctrica a través de un circuito, si éste está cerrado y que, cuando no lo hace, está abierto. - Receptores: Son los encargados de recibir y transformar la energía eléctrica en otro tipo de energía. - Resistencia eléctrica se define como la mayor o menor oposición que presentan los cuerpos al paso de la corriente eléctrica.
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¿Cuál es su función en las aplicaciones tecnológicas?
En la sociedad actual, es fundamental disponer de electricidad para poder desarrollar nuestra vida cotidiana con normalidad. Sería difícil imaginar todas las actividades que realizamos al cabo del día sin los aparatos y electrodomésticos que funcionan con en ergía eléctrica. La electricidad es un fenómeno físico originado p or cargas eléctricas en reposo o movimiento. Existen cargas eléctricas de dos tipos: cargas positivas y negativas. Las cargas del mismo signo se repelen y las cargas de diferente signo se atraen. La electricidad se genera mediante unas máquinas llamadas alternadores en las centrales térmicas, hidráulicas, eólicas, nucleares, etc. La electricidad se transporta desde los c entros de producción hasta los centros de consumo. En la industria se consume electricidad en alumb rado y grandes maquinarias. En las viviendas se utiliza para alumbrado y los aparatos domésticos. Los circuitos eléctricos necesitan estar cerrados para que la corriente eléctrica circule por ellos y haga así su trabajo. La energía eléctrica la podemos transformar en otras manifestaciones de la energía: luminosa, química, mecánica, etc.
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¿Qué ventajas tiene la representación simbólica de los elementos de un circuito?
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Su empleo es universal.
Ahorro de tiempo y dinero en el mantenimiento y reparación de instalaciones o equipos eléctricos a través de su interpretación de los componentes. -
Facilitar la interpretación de circuitos.
Permite una comunicación universal entre las personas independientemente del idioma del país. Exploración 1. Investigue las características de cada uno de los e lementos que se listan a continuación: utilidad, símbolo o letra que lo representa, diagrama pictórico y esquemático. Batería Termocupla Resistencia fija Tierra Resistencia variable Amperímetro Potenciómetro Condensador fijo Condensador variable Bobina con núcleo de aire Bobina con núcleo de hierro Bobina de radio frecuencia Transformador de potencia Transformador de audio Lampara Timbre Fusible Motor Voltímetro Interruptor SPST Interruptor SPDT Interruptor DPST Interruptor DPDT Interruptor NO Interruptor NC Diodo Triodo Pentodo Transistor PNP Transistor NPN Bocina Relay
2. Dados los circuitos de la figura N°4 y n°6, que están mostrado en su forma pictórica, diseñar los diagramas esquemáticos para cada uno.
3. Dados los siguientes circuitos, que están mostrados en su forma p ictórica, dibuje su diagrama esquemático para cada uno.
Conclusión
Un circuito es una red electrónica (fuentes, interruptores y semiconductores) q ue contiene al menos una trayectoria cerrada. Un circuito lineal, que consta de fuentes, componentes lineales (resistencias, condensadores, inductores) y elementos de distribución lineales (líneas de transmisión o cables), tiene la propiedad de la superposición lineal. Además, son más fáciles de analizar, usando métodos en el dominio de la frecuencia, para determinar su respuesta en corriente directa, en corriente alterna y transitoria. Un circuito resistivo es un circuito que contiene solo resistencias, fuentes de voltaje y corriente. El análisis de circuitos resistivos es menos complicado que el aná lisis de circuitos que contienen capacitores e inductores. Si las fuentes son de corriente directa (corriente continua), se denomina circuito de corriente directa (o continua). Un circuito que tiene componentes electrónicos se denomina circuito electrónico. Generalmente, estas redes son no lineales y requieren diseños y herramientas de análisis mucho más complejos. Glosario:
1. Termocupla: Son los sensores de temperatura eléctricos más utilizados en la industria. 2. Relay: Funciona como un interruptor controlado por un circuito eléctrico en el que, por medio de una bobina y un electroimán, se acciona un juego de uno o varios contactos que permiten abrir o cerrar otros circuitos eléctricos independientes. 3. Circuito eléctrico: El circuito eléctrico es el recorrido establecido de antemano que una corriente eléctrica tendrá. Se compone de distintos elementos que garantizan el flujo y control de los electrones que conforman la electricidad. 4. Condensador fijo: Un condensador eléctrico (también conocido frecuentemente con el anglicismo capacitor, proveniente del nombre equiva lente en inglés) es un dispositivo pasivo, utilizado en electricidad y electrónica, capaz de almacenar energía sustentando un campo eléctrico. 5. Fusible: Componente eléctrico hecho de un material conductor, generalmente estaño, que tiene un punto de fusión muy bajo y se coloca en un punto del circuito eléctrico para interrumpir la corriente cuando esta es excesiva. 6. Capacitor: El capacitor es un elemento pasivo que almacena energía en forma de campo eléctrico, adquiriendo carga eléctrica. 7. Resistencia o Resistor: Se denomina resistor o resistencia al componente electrónico diseñado para introducir una resistencia eléctrica determinada entre dos pu ntos de un circuito. 8. Transformador: Aparato que sirve para transformar la tensión de una corriente eléctrica alterna sin modificar su potencia. 9. Solenoide: Bobina formada por un alambre enrollado en espiral sobre una armazón cilíndrica, que se emplea en diversos aparatos eléctricos, y que crea un campo magnético cuando circula una corriente continua por su interior. 10. Diodo: Dispositivo electrónico de dos electrodos por el que circula la corriente en un solo sentido.
Bibliografía Libro de física II Guía… paginas 15-19
Elemento 1. Resistencia fija
2. Batería
Símbolo
TABLA N°1 Diagrama Pictórico
Diagrama Esquemático
Utilidad Se utilizan para reducir la intensidad o provocar caídas de tensión. Aplicaciones: Reducir la tensión para alimentar un diodo LED Su valor se mide en ohmios y se determina por el código de colores. Cada celda de la batería consta de un electrodo positivo, o cátodo, un electrodo negativo, o ánodo, y electrolitos que permiten que los iones se muevan entre los electrodos, permitiendo que la corriente fluya fuera de la batería para llevar a cabo su función, alimentar un circuito eléctrico.
3. Resistencia Variable
4. Potenciómetro
5. Condensador fijo
Limita el paso de la corriente eléctrica, sólo que, en esta ocasión, su valor de resistencia no es fijo: Puede cambiar. Se usan para variar el funcionamiento de un circuito o dispositivo. Un potenciometro es un dispositivo conformado por 2 resistencias en serie, las cuales poseen valores que pueden ser modificados por el usuario. Existen múltiples tipos de potenciometros, variando su forma y el método cómo modifican los valores de las resistencias. encarga de almacenar carga, condensador fijo es el condensador que tiene una capacitancia fija es decir que no varía o no se modifica. Se expresa en faradios F.
6.
Condensador variable
7. Bobina con núcleo de aire
8. Bobina con núcleo de hierro
Su capacidad puede ser modificada intencionalmente de forma mecánica o electrónica. Son condensadores provistos de un mecanismo que tienen una capacidad ajustable entre diversos valores a elegir, o bien tienen una capacidad variable dentro de grandes límites. Estas bobinas se utilizan en frecuencias elevadas, podemos encontrar las bobinas llamas solenoide que es un alambre de forma de espiral en la que circula corriente eléctrica. Para poder incrementar el valor de la inductancia de una bobina se coloca dentro de ella un núcleo metálico de características magnéticas muy especiales, que lo que hacen es reforzar el campo magnético.
9. Bobina con radio de frecuencia
Son utilizados en circuito de radio, tanto en transmisión como en recepción de señales, viniendo determinado el número de espiras que lo forman por la frecuencia de la señal que debe de recibir o producir.
10. Transformador de potencia
Son los que se utilizan para subestaciones y transformación de energía en media y alta tensión. Se aplican en subestaciones, centrales de generación y usuarios de grandes potencia. Se construyen en potencias, voltajes y frecuencias estandarizadas según la región o país en donde va trabajar.
11. Transformador de audio
12. Lámpara
Es un dispositivo electromagnético que está diseñado para aislar un circuito de entrada de un circuito de salida y posiblemente también proporcionar filtrado a una señal que pasa a través de él. Es un dispositivo de audio, ya que está diseñado para operar en señales con un espectro de frecuencias en la banda de frecuencias audible. La utilidad principal de las bombillas es proporcionar iluminación en cualquier espacio donde halla ausencia de luz solar.
13. Timbre
14. Fusible
Es un dispositivo capaz de producir una señal sonora al pulsar un interruptor.
Los fusibles son dispositivos que contiene un pequeño trozo de alambre especial que se funde cuando la intensidad de la corriente que circula por él durante un período determinado de tiempo excede de un valor
establecido, protegiendo así al resto del circuito eléctrico por sobrecargas. Los motores eléctricos son dispositivos electromecánicos que transforman la energía eléctrica en energía mecánica a través de interacciones electromagnéticas.
15. Motor
16. Voltímetro
No
Es un instrumento que sirve para medir la diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito eléctrico.
17. Interruptor SPST
Es de paso doble unipolar.
18. Interruptor SPDT
Es de paso doble unipolar. Una configuración de un relé de toque doble unipolar (SPDT) conmuta un polo común a otros dos polos, alternando entre ellos.
19. Interruptor DPST
Un interruptor DPST a menudo se utiliza para la electricidad de la red eléctrica porque conmuta tanto las conexiones en vivo como las neutrales.
20. Interruptor DPDT
Un DPDT se puede utilizar en cualquier aplicación que requiera un sistema de cableado NO (Normally Open, normalmente abierto) y NC (Normally Closed, normalmente cerrado), un ejemplo del cual es el modelado de ferrocarril o modelo de ferrocarriles El "botón" se ha utilizado en calculadoras, teléfonos, electrodomésticos, y varios otros dispositivos mecánicos y electrónicos, del hogar y comerciales.
21. Interruptor NO
22. Interruptor NC
El "botón" se ha utilizado en calculadoras, teléfonos, electrodomésticos, y varios otros dispositivos mecánicos y electrónicos, del hogar y comerciales. En las aplicaciones industriales y comerciales, los botones pueden ser unidos entre sí por una articulación mecánica para que el acto de pulsar un botón haga que el otro botón se deje de presionar. De esta manera, un botón de parada puede "forzar" un botón de inicio para ser liberado. Este método de unión se utiliza en simples operaciones manuales en las que la máquina o proceso no tienen circuitos eléctricos para el control.
23. Diodo
24. Tríodo
25. Pentodo
Funciona como un limitador de corriente de dos terminales análogo al diodo Zener, el cual limita el voltaje. Permiten una corriente a través de ellos para alcanzar un valor adecuado y así estabilizarse en un valor específico. Es una válvula electrónica de amplificación que consta de tres electrodos dispuestos en el interior de una envoltura de vidrio en la que se ha hecho el vacío: un filamento calentado o cátodo, una rejilla, y una placa o ánodo Los pentodos son particularmente apreciados en las etapas de amplificación de potencia de los transmisores fijos de radio profesionales y de radioaficionados
26. Transistor PNP
Transistor NPN
El transistor de unión bipolar (del inglés Bipolar Junction Transistor , o sus siglas BJT) es un dispositivo electrónico de estado sólido consistente en dos uniones PN muy cercanas entre sí, que permite controlar el paso de la corriente a través de sus terminales.
El transistor NPN tiene dos funciones básicas, ser un interruptor electrónico o un amplificador. Este tipo de transistor también se puede clasificar como BJT.
Bocina
un instrumento compuesto de una pera de goma y una trompeta unidos. Al presionar la pera, el aire sale por la trompeta, creando sonido.
Relay
Funciona como un interruptor controlado por un circuito eléctrico en el que, por medio de una bobina y un electroimán , se acciona un juego de uno o varios contactos que permiten abrir o cerrar otros circuitos eléctricos independientes.
Termocupla
que es función de la diferencia de temperatura entre uno de los extremos denominado «punto caliente» o «unión caliente» o de «medida» y el otro llamado «punto frío» o «unión fría» o de «referencia» (efecto Seebeck).
Tierra
Las puestas a tierra se emplean en las instalaciones eléctricas como una medida de seguridad.
