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Introducciòn al anàlisis bàsico de circuitos elèctricos

Introducciòn

Un circuito elèctrico o red elèctrica es una colecciòn de elementos elèctricos interconectados en alguna forma especìfica.

Carga elèctrica

La materia està formada por àtomos. Èstos a su vez, estàn formados por partìculas elementales: neutrones y protones (en el nùcleo) y electrones que se mueven en òrbitas alrededor del nùcleo. Normalmente, el àtomo es elèctricamente neutro y sòlo la presencia mayoritaria de protones (partìcula cargada positivamente) o electrones (partìcula cargada negativamente) da un caràcter elèctrico al mismo.

Corriente elèctrica

El propòsito primario de un circuito elèctrico consiste en mover o transferir cargas a lo largo de determinadas trayectorias.

Fuerza electromotriz

Las cargas de un conductor metàlico, electrones libres, pueden moverse de manera aleatoria. Sin embargo, si queremos un movimiento ordenado de las cargas, debemos aplicar una fuerza externa de manera que se ejercerà un trabajo sobre las cargas. A esta fuerza se le denomina fuerza electromotriz (ξ).

Voltaje

El voltaje es el trabajo realizado para mover una carga unitaria (1C) a travès del elemento de una terminal a la otra. Este voltaje estarà designado por dos indicadores: un signo + o -, en el que se establece la dirección de referencia del voltaje y un valor (fijo o variable) el cual va a cuantificar el voltaje que pasa por un elemento en la dirección de referencia especificada.

Energía

Al transferir carga a través de un elemento, se efecúa trabajo, o dicho de otra manera, estamos suministrando energía. Si deseamos saber si esta energía está siendo suministrada al elemento o por el elemento al resto del circuito, debemos conocer no sólo la polaridad del voltaje a través del elemento, sino también la dirección de la corriente eléctrica a través del elemento.

Potencia

Consideremos ahora la razón en la cual la energía está siendo entregada por un elemento de un circuito. El voltaje a través de un elemento es v y se mueve una pequeña carga ∆q a través del elemento de la terminal positiva a la negativa, entonces la energía absorbida por el elemento, ∆w , está dada por:

Elementos eléctricos activos y pasivos

Un elemento eléctrico es pasivo en un circuito si éste no puede suministrar más energía que la que tenía previamente, siendo suministrada a éste por el resto del circuito.

Los elementos activos son generadores, baterías y dispositivos electrónicos que requieren fuentes de alimentación.

Fuente de voltaje independiente

Es un elemento de dos terminales, como una batería o un generador, que mantienen un voltaje específico entre sus terminales a pesar del resto del circuito que está conectado a él. El voltaje es por completo independiente de la corriente a través del circuito. Se conoce también como fuente de voltaje ideal.

Fuente de corriente independiente

Es un elemento de dos terminales a través de la cual fluye una corriente especificada. El valor de esta corriente está dado por la función fuente y la dirección de referencia de la función fuente por la flecha dentro de la fuente. Se conoce también como fuente de corriente ideal.

Elementos básicos en circuitos

Conceptos Generales