citcuito

Bloque 1
Conceptos fundamentales de
los circuitos eléctricos
Teoría de Circuitos

1.1. Magnitudes básicas. Criterio de
signos. Lemas de Kirchhoff

Introducción
• Electromagnetismo: Estudia los
campos eléctricos y magnéticos y
su interacción
• Teoría de circuitos: Estudia las
relaciones entre corrientes y
tensiones de un circuito

Basadas en las
mismas
observacionesexperimentales

Circuito eléctrico
• Conjunto de elementos combinados de modo que se
pueda producir una corriente eléctrica
• Elementos activos: suministran energía eléctrica
• Elementos pasivos: consumen energía eléctrica

Excitación

CIRCUITO
ELÉCTRICO

(constante/variable)

Respuesta

Magnitudes básicas
•
•
•
•

Carga eléctrica
Corriente eléctrica
Tensión o diferencia depotencial
Potencia eléctrica

Carga eléctrica
•
•
•
•
•
•

Es la base para describir los fenómenos eléctricos
Propiedad de la materia presente en todos los cuerpos
Es de naturaleza bipolar (+ ó -)
El trasvase de carga entre unos cuerpos y otros es el origen de
cualquier fenómeno eléctrico.
Unidad SI: [C] qe=-1,6. 10-19C
El signo de las cargas es arbitrario, pero de él depende lainteracción entre ellas.

+

+

+

-

-

-

-

+

Corriente eléctrica
• Se produce por el desplazamiento de las cargas en
un material

dq
i=
dt
• Unidad SI [A]

Variación de carga por unidad de
tiempo en la sección transversal
de un conductor

Corriente eléctrica
CONVENIO DE SIGNO
Se considera que la corriente eléctrica es un
movimiento de cargas positivas
Laconducción se debe a un desplazamiento de
electrones
-

-

Es equivalente suponer
un desplazamiento de
electrones en un
sentido

+

+

+

Que suponer un
desplazamiento de una
cantidad de carga +
equivalente en sentido
opuesto

Tensión o diferencia de
potencial
• Trabajo que se debe suministrar para mover una
carga entre dos puntos de un circuito

dw
u=
dq

[J ]
UnidadSI: [V ] =
[C ]
A
B

uA= potencial eléctrico en A
uB= potencial eléctrico en B
uAB= uA- uB = difencia de potencial entre A y B

uAB>0 A está a mayor potencial que B (al pasar de A a B las
cargas pierden energía)
uAB0

-

B
uAB>0

Potencia eléctrica
• Trabajo realizado por unidad de tiempo

dw
dq
p (t ) =
= u (t )
= u (t )i (t )
dt
dt
dw
u=
dq
• Unidades SI:[W]=[J]/[s]

Potencia eléctrica
CONVENIO DE SIGNO
A

+

dipolo
B

-

Dipolo absorbe potencia p>0 (ej. resistencia)
Dipolo cede potencia p0
B

A

uAB>0, i>0 =>p>0
Las cargas pierden
energía el dipolo la
consume

dipolo

+

i>0
B

uBA0
p0 en el sentido del movimiento de las cargas +

• Tensión:
– uAB >0 A a mayor potencial que B
– uAB 0 dipolo absorbe potencia
– p0

i0B

uAB>0
B

Lemas de Kirchhoff
Definiciones topológicas
• Rama: Elemento que presenta dos terminales
• Nudo: Punto de confluencia de varias ramas
• Malla: Conjunto de ramas que forman un camino
cerrado y que no contienen ninguna otra línea
cerrada en su interior.

er
1

lema de Kirchhoff

La suma algebraica de las corrientes entrantes a un nudo
es nula en todo instante
Σi(t) = 0
(Ley de conservación de la carga)
Ejemplo

i1

i1 + i2 − i3 + i4 − i5 = 0

i2
i3

i5

i4

Se consideran las
corrientes entrantes +
y las corrientes
salientes -

2º lema de Kirchhoff
La suma algebraica de las tensiones a lo largo de
cualquier línea cerrada en un circuito es nula en todo
instante.
Σ u(t) = 0
(Ley de conservación de la energía)
Ejemplo
+ u1
+
u5q
u2
u4
+
+
+ u3

u1 − u 2 − u 3 + u 4 − u 5 = 0
Se consideran las
caídas de tensión + y
las elevaciones -

1.2. Elementos pasivos 1.
Resistencia

Elementos pasivos
Consumen o almacenan energía eléctrica
– Resistencias: disipan energía en
forma de calor

R

– Bobinas: almacenan y liberan energía
en forma de campo magnético

L

– Condensadores: almacenan y liberan...