Ciruitos Coseptos Basicos

Teoría de redes, conceptos básicos y leyes de Kirchhoff
Notas para la clase Análisis de Circuitos Eléctricos 1 Septiembre 2009

Abstract— La corriente eléctrica (i), es el movimiento de cargas por unidad de tiempo. Ésta es producida por una diferencia de potencial (v), que corresponde a la energía por unidad de carga necesaria para desplazar dicha carga entre dos puntos. La aplicación de unadiferencia de potencial entre los terminales de un elemento eléctrico (dipolo), producirá una corriente a través de él. El producto vi será la potencia eléctrica. Si éste es positivo, el elemento recibe energía, en caso contrario entrega. El objetivo básico de una red es la redistribución de la energía, las leyes de Kirchhoff en conjunto con la relación vi del elemento, permiten el planteamiento deun sistema de ecuaciones que describe el comportamiento de la red.
Palabras clave: redes eléctricas, electrical network.

I. Carga y corriente La carga eléctrica es una propiedad de la materia, así como la masa y en conjunto con la longitud y el tiempo son las unidades fundamentales que permiten derivar otras unidades científicas. Las fuerzas de naturaleza eléctrica ya sean de atracción orepulsión son causadas por la presencia de cargas eléctricas positivas y negativas. Las cargas con distinto signo se atraen y las cargas con igual signo se repelen. En la materia compuesta por átomos se encuentran partículas con carga positiva, neutra y negativa, ésta última llamada electrón, órbita alrededor del núcleo del átomo. Normalmente el átomo es eléctricamente neutro, pero pueden llegar acargarse ya sea cediendo u obteniendo electrones. Se define el Coulomb como el conjunto 18 de cargas de 6.24x10 electrones, siendo la carga del electrón de 1.6x10-19 C. El símbolo de carga eléctrica será la letra Q cuando se trate de carga constante y q cuando sea variante en el tiempo. El fin básico de una red eléctrica consiste en mover o transferir cargas a lo largo de trayectorias cerradasespecificadas. Este movimiento de cargas se llama corriente eléctrica y se denota por las letras i ó I. La corriente eléctrica se define como la razón de cambio de la carga respecto al tiempo.

La corriente es producto de movimiento de electrones y habitualmente los materiales conductores tienen gran cantidad de ellos libres, pero se acepta el postulado de B. Franklin quién propuso que la corrienteera debida al movimiento de las cargas positivas. Para la teoría de redes no hay diferencia entre movimiento de carga positiva o negativa. La corriente puede circular a lo largo de un cable o a través de un elemento eléctrico de dos terminales llamado dipolo, y será especificada por dos indicadores: • Una flecha, que establece la dirección de referencia de la corriente • Un valor que cuantifica elflujo de corriente en la dirección de referencia, como se indica en la Fig. 2.

(a)

(b)

Fig. 2. (a) Corriente a través de un cable. (b) Corriente a través de un elemento o dipolo.

En la fig. 2a la corriente de -7A fluye del punto1 al 2, lo que es equivalente a decir que una corriente de (1) 7A fluye desde el punto 2 al 1. En la fig. 2b, una La relación (1) establece la cantidad de cargaque corriente de 7A con dirección de a-b atraviesa el atraviesa una superficie durante una determinada dipolo y se denota como iab=7A. En forma análoga, se dice que iba=-7A. unidad de tiempo, como se indica en la fig. 1.

dq i= dt

La unidad de la corriente es el Ampere [A]. Así, 1A de corriente es el flujo de cargas neto de 1C que atraviesa una sección transversal durante1 segundo.
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-II. Voltaje, Energía y Potencia Las cargas en un conductor se mueven de manera aleatoria, pero si se quiere un movimiento ordenado, como es el caso de la corriente eléctrica, se debe aplicar una fuerza externa llamada fuerza electromotríz (fem.), la cual ejerce trabajo sobre las cargas. A. Voltaje Si se considera que la fem. requerida para mover la carga desde un punto a hasta un punto b, se...