Ciencia

INTRODUCCIÓN
Si dos cuerpos de carga igual y opuesta se conectan por medio de un conductor metálico, por ejemplo un cable, las cargas se neutralizan mutuamente. Esta neutralización se lleva a cabo mediante un flujo de electrones a través del conductor, desde el cuerpo cargado negativamente al cargado positivamente. En cualquier sistema continuo de conductores, los electrones fluyen desde elpunto de menor potencial hasta el punto de mayor potencial. Un sistema de esa clase se denomina circuito eléctrico. La corriente que circula por un circuito se denomina corriente continua (CC) si fluye siempre en el mismo sentido y corriente alterna (CA) si fluye alternativamente en uno u otro sentido. Un circuito eléctrico es el trayecto o ruta de una corriente eléctrica. El término se utilizaprincipalmente para definir un trayecto continuo compuesto por conductores y dispositivos conductores, que incluyen una fuente de fuerza electromotriz que transporta la corriente por el circuito.
En este material instruccional se introducirá en forma sucinta los lineamientos básicos sobre corriente eléctrica. Se resalta el concepto de resistencia eléctrica y su vinculación con el efecto Joule; el cualpermitirá explicar la influencia del calor en la resistividad eléctrica de los materiales. La Ley de Ohm es abordada, y a partir de ella se introduce la noción de potencia eléctrica. Las Leyes de Kirchhoff son expuestas y empleadas al enseñar el método de las mallas y el método de los nodos; asimismo, se esbozará la regla del derivador de corriente y la regla del divisor de tensión, ambas usadasen el análisis de circuitos eléctricos serie – paralelo. Muy someramente, se tocará el teorema de Thevenin, el Teorema de Superposición y el Teorema de Norton. Al final, se ofrecerá una recopilación de algunos problemas que han formado parte de las evaluaciones de cohortes precedentes.
OBJETIVO GENERAL
Al término de éste módulo, el estudiante tendrá la habilidad y pericia necesaria para aplicarlos conceptos básicos de circuitos eléctricos en la resolución de problemas prácticos que involucren redes eléctricas en corriente continua.
CONTENIDOS
Corriente eléctrica.
Resistencia eléctrica.
Conductancia eléctrica.
Efecto Joule.
Potencia eléctrica.
Reducción de circuitos serie – paralelo.
Leyes de Kirchhoff.
Regla del divisor de tensión.
Regla del derivador de corriente.
Análisis demallas.
Análisis nodal.
Redes en puente (delta – estrella)
Teorema de superposición.
Teorema de Thevenin.
Teorema de Norton.
CONOCIMIENTOS PREVIOS
1. Resolución de sistemas de ecuaciones: cualquier método.
2. Campo eléctrico.
3. Análisis matricial: teorema de cofactores.
4. Análisis matricial: calculo del determinante de una matriz.
5. Calculo integral: integrales simplesdefinidas.
DESARROLLO TEÓRICO
1.1 La corriente eléctrica.
El flujo de una corriente continua está determinado por tres magnitudes relacionadas entre sí. La primera es la diferencia de potencial en el circuito, que en ocasiones se denomina fuerza electromotriz (fem), tensión o voltaje. La segunda es la intensidad de corriente. Esta magnitud se mide en amperios; 1 amperio corresponde al paso de unos6.250.000.000.000.000.000 electrones por segundo por una sección determinada del circuito. La tercera magnitud es la resistencia del circuito. Normalmente, todas las sustancias, tanto conductores como aislantes, ofrecen cierta oposición al flujo de una corriente eléctrica, y esta resistencia limita la corriente. La unidad empleada para cuantificar la ), que se define como la resistencia que limitaelresistencia es el ohmio ( flujo de corriente a 1 amperio en un circuito con una fem de 1 voltio.
Cuando una corriente eléctrica fluye por un cable pueden observarse dos efectos importantes: la temperatura del cable aumenta y un imán o brújula colocada cerca del cable se desvía, apuntando en dirección perpendicular al cable. Al circular la corriente, los electrones que la componen colisionan con...