I Unidad

Circuitos Eléctricos I

I

Conceptos Básicos

Conceptos Básicos

Objetivos:
o Definir los conceptos básicos de corriente, voltaje, potencia y energía
o Comparar la diferencia entre voltaje y diferencia de potencial
o
o
o
o

Identificar y analizar la estructura de un circuito eléctrico
Explicar los conceptos de análisis y síntesis en los circuitos eléctricos
Reconocer los problemas que acarreamanipular la corriente eléctrica
Reconocer y aprender a usar los equipos básicos del Laboratorio de Circuitos Eléctricos
(Fuente de alimentación, Multímetro, Tabla de nodos)

Introducción
Las aplicaciones de la tecnología eléctrica y electrónica están orientadas a cubrir las necesidades
cotidianas de la gente, y están relacionadas con casi todos los aspectos de sus vidas y ocupaciones.
LosCientíficos y los Ingenieros con el conocimiento sobre la electricidad han desarrollado una gran
cantidad de circuitos eléctricos, entre los cuales podemos citar el sistema de encendido y los tableros
electrónicos de un automóvil. Los sistemas de control en los procesos industriales hoy en día
utilizan sensores para obtener información del proceso, sistemas de instrumentación para recolectar
la información ysistemas de control por computadora para procesar la información y generar
señales electrónicas para los accionadores, que corrigen y controlan el proceso. Por ello estudiamos
los circuitos eléctricos.
En este capítulo, explicamos los conceptos básicos para hacer entendible, el funcionamiento de los
circuitos eléctricos, como son la corriente, el voltaje, la energía y la potencia. Ademásexplicamos
los conceptos importantes de análisis y diseño. Así como también, introducimos una unidad
importante de carga como es el Amperio-hora, y una unidad importante de energía muy utilizada por
las compañías de energía eléctrica como es el kilovatio-hora. También hablamos de la estructura de
un circuito eléctrico y los elementos activos muy importante en un circuito eléctrico. También
presentamos laconvención activa y pasiva de signos, utilizable en los elementos de circuitos, así
como los prefijos de magnitud y la notación a utilizar en todo el libro.

1.1 Carga eléctrica y Corriente Eléctrica
1.1.1 Carga Eléctrica:
Carga es la cantidad fundamental de electricidad responsable de los fenómenos
eléctricos, se denota como q y puede ser positiva o negativa. En el sistema
internacional deunidades (SI) su unidad es el Culombio (C, Coulomb).

Charles de Coulomb
(1736-1806), físico
francés, pionero en la
teoría eléctrica

La carga negativa más elemental es el electrón, que tiene carga negativa con valor de -1.602*10-19 C
La carga positiva más elemental es el protón, que tiene carga positiva con valor de +1.602*10-19 C
1

C.R. Lindo Carrión

Circuitos Eléctricos I

Conceptos Básicos

Elneutrón es eléctricamente neutro. Todas otras cargas
son múltiples integral de estas cargas básicas. La Figura
1.1.1 muestra un átomo con sus componentes.

electrón

núcleo:

En la teoría sobre partículas fundamentales aceptada en
protones + neutrones
el presente, sin embargo, el protón y el neutrón no son
partículas verdaderamente fundamentales dado que son
Figura 1.1.1
una combinación de otrasentidades llamadas
“QUARKS” las cuales tienen cargas de ± 1/3 y ± 2/3 de veces la carga del electrón. Sin embargo
nosotros seguiremos considerando para nuestros análisis que el electrón, el protón y el neutrón son
cargas elementales.
Para cuantizar una carga de 1 Culombio se toma 1/1.602*10-19 = 6.24*1018 cargas elementales.
La carga es conservativa, es decir, no puede ser creada o destruida. Sinembargo esta puede ser
manipulada en una variedad de formas diferentes y de aquí se encuentra el fundamento de la
Ingeniería Eléctrica. La herramienta más común para la manipulación de la carga es el Campo
Eléctrico, el cual se denota como E. Cuando una carga es expuesta a un campo eléctrico,
experimenta una fuerza cuya dirección tiene el mismo sentido del campo para cargas positivas, pero
opuesto...