CIRCUITOS ELECTRICOS

CIRCUITOS ELÉCTRICOS

04, Noviembre, 2024

Escrito por:

Daisy Guadalupe Sánchez Trejo

Anali Martínez Martínez

 ¿QUÉ SON LOS CIRCUITOS ELÉCTRICOS?

Los circuitos eléctricos son sistemas que permiten el flujo de cargas eléctricas a través de una serie de elementos conectados. En este artículo, exploraremos los conceptos básicos de los circuitos eléctricos y los diferentes tipos de circuitos que existen.

¿Para que sirve un circuito eléctrico?

Vamos a explicar los conceptos básicos sobre como funcionan los circuitos eléctricos, son una serie de elementos los que lo engloban. También veremos algunas fórmulas para poder solucionar diferentes casos de los circuitos eléctricos. Empezaremos explicando que es un circuito eléctrico. Es un conjunto de elementos conectados entre ellos por los que circula una corriente eléctrica.

Cuando decimos corriente eléctrica estamos hablando de un movimiento de electrones, es decir, un circuito debe dejar pasar los electrones por las piezas que lo componen. Podríamos ponernos a explicar el funcionamiento de los fundamentos de la corriente eléctrica pero vamos a centrarnos en los circuitos eléctricos.

En caso de que el circuito sea cerrado los electrones pasaran por el circuito, en un momento dado podemos despiezar el circuito para parar el paso de la corriente con la ayuda de un interruptor.

Componentes de un circuito eléctrico

Las partes que forman un circuito eléctrico son: Generador, conductores, receptores, elementos de control y componentes de protección, aquí los explicamos al detalle:

• Generador: Se encarga de producir y mantener la corriente eléctrica por todo el circuito, digamos que son los que proporcionan la energía al circuito. El tipo de corriente la diferenciamos en dos tipos: Alterna y continua. Un ejemplo de corriente continua serian las baterías y las pilas, por otro lado, estarían los alternadores que como bien su nombre indica estaría en el campo de la corriente alterna.
• Conductores: Por este elemento es por donde fluye la corriente eléctrica entre elementos del circuito. Los materiales de los que están hechos son: cobre o aluminio. Estos son materiales conductores de la electricidad. Hay cables de muchas formas y grosores distintos, tendremos que seleccionar el más adecuado para nuestro circuito.
• Receptores: Son los que convierten la corriente eléctrica en otra energía distinta. Un claro ejemplo sería las bombillas que tenemos en casa, convierten la energía eléctrica o luz, motores, radiadores etc.
• Interruptores: Elementos para abrir o cerrar el circuito, lo que permite controlar el flujo de corriente.
• Resistencias: Su función es asegurar los circuitos y personas cuando hay dificultad o la corriente es muy alta y puede haber peligro de que se quemen los componentes del circuito. Diferenciales, fusibles etc.
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Estos son los elementos más comunes que se utilizan en los circuitos eléctricos: Cable conductor, interruptor, pila, batería, bombilla, amperímetro, voltímetro, condensador, resistencia, resistencia variable, elemento termoeléctrico, termistor o resistencia térmica, RDL (resistencia dependiente de la luz), diodo sentido permitido (convencional), inductancia, fuente de corriente alterna, motor, diodo emisor de luz, toma de tierra.

Imagen de un esquema de un circuito eléctrico

Tipos de circuitos eléctricos

Existen varios tipos de circuitos eléctricos, pero los más comunes son:

• Circuito en serie: es un circuito en el que los componentes eléctricos están conectados en secuencia, y la corriente fluye a través de ellos en una sola ruta.
• Circuito de un solo receptor: El receptor transfiere a la misma carga que el generador, el receptor se expandirá a una intensidad de corriente idéntica a la del circuito total, la única resistencia del circuito en este caso será el receptor.
• Circuito paralelo: es un circuito en el que los componentes eléctricos están conectados de tal manera que la corriente puede fluir a través de ellos de forma simultánea y separada.
• Circuito mixto: es un circuito que combina elementos de circuitos en serie y en paralelo.
• Circuito abierto: es un circuito en el que hay una interrupción en la ruta de la corriente, lo que hace que no haya flujo de corriente.
• Circuito cerrado: es un circuito en el que la corriente puede fluir libremente sin interrupción alguna a través de todos los componentes eléctricos.
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Estos son algunos de los tipos más comunes de circuitos eléctricos. Cada tipo de circuito tiene características y aplicaciones únicas en diferentes ámbitos de la ingeniería y la tecnología.

Hay 3 tipos de de circuitos eléctricos en corriente alterna:

• Circuitos eléctricos Resistivos: Constan de resistencias puras, también llamadas circuitos R.
• Circuitos eléctricos Inductivos: Constan de bovinas puras. También llamadas L.
• Circuitos eléctricos Capacitivos: Constan de condensadores puros, también denominados C.

Propiedades de los Circuitos en Serie

Esta clase de circuitos tiene la propiedad de que la intensidad que atraviesa todos los receptores es la misma, y es idéntica a la total del circuito. It= I1 = I2.

La resistencia final del circuito es el sumatorio de todas las resistencias de los destinatarios conectados en serie. Rt = R1 + R2.

La tensión final es igual a la suma de las tensiones en cada uno de los destinatarios conectados en serie. Vt = V1 + V2.

Podemos enchufar 2, 3 o los recibidores que queramos en serie.

Si quitamos la conexión de un receptor, todos los demás recibidores en serie con el, dejaran de funcionar (no puede pasar la corriente).

Imagen de un circuito eléctrico en serie

Circuitos en Paralelo

Son los circuitos en los que los recibidores de señal se conectan unidas todas las entradas de los receptores por un lado y por el otro todas las salidas.

Propiedades de los Circuitos en Paralelo

Las tensiones de todos los recibidores son idénticas al sumatorio de la tensión total de la pista. Vt = V1 = V2.

El sumatorio de cada intensidad que atraviesa cada recibidor es la intensidad del sumatorio de todo el circuito. It = I1 + I2.

La resistencia final de la pista se calcula aplicando la siguiente fórmula: 1/Rt = 1/R1 + 1/R2; si despejamos la Rt quedaría:

Rt = 1/(1/R1+1/R2)

Los recibidores enchufados en paralelo quedarán produciendo a la misma corriente que tenga el generador.

Si quitamos un recibidor del circuito los otros seguirán trabajando.

Circuito Mixtos

Son aquellas pistas eléctricas que combinan los circuitos en serie y los circuitos paralelo. Estos circuitos tendrán siempre 2 o mas receptores, ya que si tuvieran 2 estarían en serie o en paralelo.

Los circuitos eléctricos con corriente eléctrica alterna se calculan y analizan de distinta manera que los de c.c. aunque seguimos obteniendo las conexiones de receptores en serie, paralelo o mixtos, además de alguna más que veremos. Aquí solo veremos los tipos de circuitos en corriente alterna, pero si lo que quieres es conocer en detalle y aprender a calcular los circuitos en corriente alterna.

En corriente alterna trifásica, al ser como mínimo 3 fases, en lugar de 2 conductores como en monofásica o corriente continua, los tipos de circuitos o conexiones pueden aumentarse. En estos casos tenemos, además de serie, paralelo y mixtos, las conexiones o circuitos en estrella, en triángulo.

Leyes Fundamentales de los Circuitos Eléctricos

Las leyes fundamentales de los circuitos eléctricos son principios esenciales que rigen el comportamiento de la corriente y el flujo eléctrico en los diferentes componentes del circuito. Aquí os explicamos estas 2 leyes:

Ley de Ohm

La Ley de Ohm es una de las leyes más importantes en la electricidad. Establece una relación entre el voltaje, la corriente y la resistencia en un circuito. Esta relación se expresa mediante la fórmula:

V = R · I

Donde:

• V es el voltaje en voltios.
• I es la corriente en amperios.
• R es la resistencia en ohmios.

La Ley de Ohm indica que, para una resistencia fija, un aumento en el voltaje resultará en un aumento proporcional de la corriente. Esta ley es fundamental para el diseño y análisis de circuitos eléctricos, ya que permite calcular cualquiera de las tres variables si se conocen las otras dos.

Ley de Joule

La Ley de Joule describe la cantidad de energía térmica generada por una corriente eléctrica en un resistor. La energía convertida en calor se relaciona con la resistencia del conductor, la intensidad de corriente que pasa a través de él y el tiempo de paso. Esta ley se expresa mediante la fórmula:

W = R · I² · t

Donde:

• W es el calor generado en julios.
• R es la resistencia en ohmios.
• I es la corriente en amperios.
• t es el tiempo en segundos.

La comprensión de la Ley de Joule es clave para prevenir el sobrecalentamiento de los componentes eléctricos y asegura un funcionamiento seguro y eficaz de dispositivos eléctricos.

REFERENCIAS

IEEE. (2022).www.ieee.org

 Electronics Weekly. (2022).https://www.electronicsweekly.com/

CircuitLab. (2022). Recuperado de https://www.circuitlab.com/