Circuitos Electricos

Fundamentos de electrotecnia

Capítulo 6. Circuítos eléctricos
1. Circuíto eléctrico
O circuíto eléctrico defínese como un camiño cerrado polo que circula corrente eléctrica ou se supón que circula. Podemos clasificar o circuíto eléctrico en: 1. 2. Circuíto eléctrico exterior: conxunto de conductores, conexións, receptores e aparatos de manobra e protección que forman o circuíto. Circuítoeléctrico interior: conxunto de conductores propios do xenerador.

Os circuítos eléctricos constan dunha serie de constituíntes que se clasifican en: 1. Elementos activos: son aqueles que proporcionan enerxía ó circuíto. Dentro destes, englóbanse: a. Fontes de tensión: distinguindo entre fontes de tensión ideais caracterizadas unicamente pola súa forza electromotriz, ξ, e as reais que ademais amosanresistencia interna, re. Unha batería ou unha pila son fontes de tensión. b. Fontes de intensidade: onde tamén se diferencian fontes de intensidade ideais e reais. As ideais caracterízanse pola súa intensidade, I, e as reais presentan intensidade e resistencia interna, ri. Unha célula fotoeléctrica é unha fonte de intensidade. Na figura 6.1. obsérvanse as representacións simbólicas das fontes detensión e intensidade. As fontes de tensión reais poden ser transformadas en fontes de intensidade e viceversa. Unha fonte de tensión ten unha fonte de intensidade equivalente de valores :
I=

ξ
re

ri = re

[6.1]

Unha fonte de tensión ten unha fonte de intensidade equivalente de valores :

ξ = Ire

re = ri

[6.2]

ξ
UA UB UA

ξ G
UB UA

G

r

UB UA

UB

Fonte detensión Fontes de tensión ideais de corrente continua de corrente alterna

I

r I

Fonte de tensión real de corrente continua

r

e

Fonte de intensidade ideal

Fonte de intensidade real

ξ

I

r

i

Transformación de fontes

Figura 6.1. Fontes de tensión e de intensidade.

Capítulo 6. Circuítos eléctricos

46

Fundamentos de electrotecnia

2.

Elementos pasivos(figura 6.2): son aqueles que almacenan ou disipan enerxía eléctrica. Os elementos pasivos ideais son: a. Condensadores: como elementos ideais presentan capacidade de acumular enerxía eléctrica en forma de campo electrostático cando son sometidos a unha tensión. A súa ecuación fundamental é:
i=C du dt

[6.3]

onde: i é a intensidade instantánea nun instante de tempo t (A) C é a capacidade docondensador (F) u é a tensión instantánea entre as armaduras do condensador (V) t é o tempo (s). Para a obtención da expresión [6.3] terase en conta o seguinte:
C= Q Q dq = = U A − U B U du

[1.18]

i=

dq dt

[2.3]

onde, realizando a substitución da carga, dq, en función da tensión, du, e da capacidade, C, segundo a expresión [1.20], obtense a expresión [6.3]. b. Resistencias: comoelementos ideais presentan unha resistencia eléctrica onde se disipa a enerxía eléctrica en forma de calor. A súa ecuación fundamental é:
u = Ri

[6.4]

onde: R é a resistencia que presenta o elemento, é dicir, a oposición que presenta ó paso da corrente eléctrica (Ω). c. Bobinas: como elementos ideais presentan o coeficiente de autoinducción que lles permite almacenar enerxía eléctrica enforma de campos magnéticos. A súa ecuación fundamental é:
u=L di dt

[6.5]

onde: L é o coeficiente de autoinducción (H). d. Impedancias: son elementos que, matematicamente poden ser tratados como combinación de elementos pasivos simples. Os elementos pasivos simples, como vemos a continuación, na realidade non son tan sinxelos (Figura 6.2).

Capítulo 6. Circuítos eléctricos

47Fundamentos de electrotecnia

No caso das resistencias, son consideradas ideais na maior parte dos casos. Poseen un coeficiente de autoinducción, L, o cal ten importancia a frecuencias elevadas, debido ó efecto Kelvin (efecto que se manifesta cunha maior densidade de corrente na zona superficial do conductor) e en resistencias bobinadas. Os condensadores reais posúen unha serie de términos asociados...