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Luis Fernando Pinillos Gómez

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Agenda

Conceptos Carga Corriente Voltaje Potencia

Elementos de circuito

Fuentes Resistencias

Ley de Ohm Circuito simple Leyes de Kirchhoff

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Naturaleza del átomo MASA Masa del electrón 9,109𝑥10−31𝐾𝑔 Masa del protón o neutrón 1840𝑥9,109𝑥10−31𝐾𝑔 CARGA ±1,60218𝑥10−19𝐶 Fuerza gravitacional Fuerza eléctrica Carga constante 𝑄 Carga instantánea 𝑞(𝑡)

Conceptos Carga eléctrica

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Corriente eléctrica Cargas en movimiento Cantidad de carga Dirección en que fluye

𝑖 =𝑑𝑞(𝑡)

𝑑𝑡

𝑞 𝑡 = 𝑖𝑡

𝑡0

𝑑𝑡

Corriente directa (dc) Corriente alterna (ac)

Conceptos Corriente eléctrica

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Fuerza eléctrica entre dos cargas puntuales

𝐹 =𝑘𝑄1𝑄2𝑟2

Donde 𝑘 = 9𝑥109𝑁𝑚2/𝐶2 Fuerza eléctrica de atracción de las cargas Fuerza eléctrica de repulsión de las cargas Campo eléctrico alrededor de una carga Campo desde un punto a la carga Potencial eléctrico Campo entre dos puntos cualquiera Voltaje (entre A y B): medida del trabajo requerido para mover una carga positiva de 1C de un punto A a un punto B

Conceptos Voltaje eléctrico

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Si 𝑉𝐴𝐵 = +5𝑉 entonces 𝑉𝐵𝐴 = −5𝑉

Si 𝑉𝐴𝐵 = +5𝑉 entonces 𝑉𝐴𝐵 = +5𝑉

Voltaje DC Voltaje AC Voltaje instantáneo

Conceptos Voltaje eléctrico

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El gasto de potencia de 1W es el gasto de energía de 1J en 1s transportando 1C

𝑝 = 𝑣𝑖 Potencia absorbida por el elemento Potencia suministrada por el elemento

Conceptos Potencia Eléctrica

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Sea

𝑖 𝑡 = −2𝑡𝐴, 𝑡 ≤ 03𝑡𝐴, 𝑡 > 0

Calcule

– 𝑖(−2,2)

– 𝑖(2,2)

– La carga entre −2 ≤ 𝑡 ≤ 3

Ejercicio

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Ejercicio

• Considere

• Donde 𝑣𝑎𝑏 𝑡 = 0,5 + 𝑠𝑒𝑛(400𝑡)

• Encuentre

– 𝑣𝑎𝑏 1𝑚𝑠

– 𝑣𝑎𝑏 10𝑚𝑠

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Fuente de voltaje Fuente de voltaje dc Fuente de voltaje ac Fuente de voltaje independiente Fuente de voltaje dependiente

Elementos de circuito Fuentes de voltaje

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Fuente de Corriente Fuente de corriente dc Fuente de corriente ac Fuente de corriente independiente Fuente de corriente dependiente

Elementos de circuito Fuentes de Corriente

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Encuentre la potencia absorbida por cada elemento del circuito

Ejercicio Potencia eléctrica

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Resistencia Tipos de resistencia Unidades de resistencia Ω Ω, 𝑘Ω, 𝑀Ω Código de colores para resistencias de grafito

Elementos de circuito Resistencias

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Elementos de circuito Resistencias

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Valores comerciales de resistencias

Elementos de circuito Resistencias

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Indique el código de colores para las siguientes resistencias 100Ω 330Ω 3,9𝑘Ω 51𝑘Ω 560𝑘Ω 4,7𝑀Ω Cuál es el valor de las siguientes resistencias Café – Rojo – Naranja – dorado Amarillo – Gris – Rojo - plata

Ejercicio

CÓDIGO DE COLORES Negro 0 Café 1 Rojo 2 Naranja 3 Amarillo 4 Verde 5 Azul 6 Violeta 7 Gris 8 Blanco 9 Dorado 5% Plata 10% Sin color 20%

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Conductancia

𝐺 =1

𝑅

Medida de la conductancia: siemens (S)

Elementos de circuito Resistencias

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La ley de Ohm relaciona el voltaje y la corriente en una resistencia

𝑣𝑅 = 𝑅𝑖𝑅

Ley de Ohm Ley de Ohm

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𝑃𝑅 = 𝑉𝑅𝐼𝑅

𝑃𝑅 = 𝑉𝑅𝑉𝑅𝑅

𝑃𝑅 = 𝑉𝑅2/𝑅

O bien

𝑃𝑅 = 𝑉𝑅𝐼𝑅

𝑃𝑅 = (𝐼𝑅𝑅)𝐼𝑅

𝑃𝑅 = 𝐼𝑅2𝑅

Ley de Ohm Relación de resistencia con la potencia

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Circuito de un solo lazo Lazo o malla Nodo

Circuito simple

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Circuito de un solo lazo El voltaje en la resistencia es el mismo voltaje de la fuente La corriente en la resistencia es la misma corriente de la fuente La fuente entrega potencia, la resistencia la consume

Circuito simple

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En el circuito simple: Encuentre R si i=-1,6mA y v=-6,3V La potencia absorbida si v=-6,3 y R=21Ohm La corriente, si v=-8V y R absorbe 0,24W

Ejercicio

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Aplicando Ley de Ohm

𝐼𝑅 =𝑉𝑅𝑅

Ejemplo: Calcule la corriente en la resistencia de 20Ω, si la fuente tiene un voltaje de 10V. ¿Cuál es la potencia disipada por la resistencia?

Circuito simple

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Conservación de la masa La suma algebraica de todas las corrientes que entran al nodo es cero

Leyes de Kirchhoff Ley de Corrientes de Kirchhoff (LCK)

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Conservación de la energía La suma algebraica de todos los voltajes en una malla es cero

Leyes de Kirchhoff Ley de Voltajes de Kirchhoff (LVK)

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Arreglos de fuentes

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Entre las dos resistencias hay un, y solo un nodo que las conecta. La corriente por 𝑅1 y 𝑅2 es la misma. La resistencia equivalente es

𝑅𝑒𝑞 = 𝑅1 + 𝑅2

Arreglos de resistencias Resistencias en serie

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Entre las dos resistencias hay dos nodos que las conectan. Los voltajes en 𝑅1 y 𝑅2 es los mismos. La resistencia equivalente es

𝑅𝑒𝑞 =𝑅1𝑥𝑅2𝑅1 + 𝑅2

Arreglos de resistencias Resistencias en Paralelo

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Encuentre la resistencia equivalente entre A y B, en los siguientes circuitos

Ejercicios

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Considere el siguiente circuito y llene la tabla

Ejercicios

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Considere el siguiente circuito y llene la tabla

Ejercicios

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Considere el siguiente circuito y llene la tabla

Ejercicios

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Considere el siguiente circuito y llene la tabla

Ejercicios

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Realizar los ejercicios del libro “Análisis de circuitos en ingeniería”, quinta edición, de William Hayt y Jack Kemmerly, correspondientes al capítulo 1.

Ejercicios - Tarea

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