3. CIRCUITOS ELÉCTRICOS DE C.C.
3.3
Generadores eléctricos de C.C.
Las baterías de acumuladores, pilas, dinamos, etc.
son todos generadores eléctricos de corriente continua. Todas tienen una cierta
resistencia interna (ri), generalmente de pequeño valor.
Cuando el
generador suministra corriente al circuito exterior, se produce una cierta
caída de tensión en esta resistencia, de tal forma que la tensión que aparece
en bornes del generador es menor que la f.e.m. del mismo.
VAB= e - ri I
De este modo, la tensión que nos suministra un
generador disminuye con la corriente.
Como hay
una caída de tensión también habrá una perdida de potencia dentro de la
resistencia interna del generador:
PP=
ri I2
PT=
e I
PU= VAB I
Ejemplo:
Una batería de acumuladores de automóvil posee una f.e.m.
de 12V y una ri= 0,2 Ohmios. Determinar la tensión que aparecerá en
bornes de la misma cuando se le conecta a una carga resistiva de 3 ohmios.
Hacer un balance de las potencias entregadas por el generador:
Ejercicio:
1.
Una pila de 0,1 Ω de resistencia interna y de 2 V. de f.e.m. se conecta a una resistencia de
5 Ω. Calcular la tensión en
bornes de la resistencia y las potencias suministradas por la pila. (3,3 A
, 1,6 V , 1,1 W , 6,6 W , 5,5 W)
3.4 Leyes de Kirchhoff
Se utilizan para resolver circuitos eléctricos
complejos donde se intercalan varios generadores en serie y en paralelo.
1.ª Ley de
Kirchhoff
En todo circuito eléctrico, la suma de las
intensidades de las corrientes que se dirigen hacia un nudo es igual a la
suma de las intensidades que se alejan
de él.
Un nudo es
cualquier punto de un circuito donde se junten más de dos conductores.
2.ª Ley de Kirchhoff
A lo largo
de todo camino cerrado o malla, correspondiente a un circuito eléctrico, la
suma algebraica de todas las diferencias de potencial es igual a cero. .
Una malla
es todo camino cerrado de un circuito eléctrico.
Antes de aplicar la ley, conviene establecer una
regla de signos que nos indiquen las polaridades correctas en cada una de las
d.d.p. que aparecen en cada malla.
1.
Marcamos con una flecha la f.e.m. del generador
2.
Marcamos con una flecha la caída de tensión en el receptor, su sentido será
siempre contrario al de la intensidad.
¿Cómo se aplican las leyes de Kirchhoff para la
resolución de circuitos?
a)
Se fija provisionalmente el sentido de las intensidades de corriente por el
circuito. (Cuando terminemos conoceremos el sentido real.)
b)
Las f.e.m. y las caídas de tensión se considerarán positivas si la flecha
que indica su sentido coincide con el marcado por nosotros en la malla.
c)
Obtenemos las ecuaciones
d)
Resolvemos los valores de las intensidades. Si alguna es negativa significa
que en el circuito original el sentido es el contrario al que hayamos dibujado
nosotros.
Ejercicios
1.
2.
3.5 Los Condensadores
El condensador es un
elemento muy utilizado en los circuitos eléctricos y electrónicos. Es un
elemento capaz de almacenar pequeñas cantidades de energía eléctrica en un
momento determinado (Cargarse de electricidad) para devolverla cuando sea
necesaria (descarga de electricidad).
Consiste básicamente, en dos placas metálicas
conductoras separadas por un material aislante, denominado dielectrico, como el
aire, papel, cerámica etc.
Capacidad de un condensador
Se le llama capacidad a la propiedad de almacenar
mayor o menor cantidad
de electricidad.
Depende fundamentalmente de la tensión aplicada
entre sus armaduras y de sus características constructivas.
Q = C · V
Q= Culombios
C= Faradios
V= Voltios
La unidad de la capacidad es el faradio (F) y se
puede definir como la capacidad de un condensador que almacena un culombio de
carga cuando aplicamos un voltio de tensión.
Como el faradio es muy grande se utilizan
submúltiplos:
Microfaradio µF 1µF = 10 -6 F
Nanofaradio nF 1nF = 10 -9 F
Picofaradio pF 1pF = 10 -12 F
Ejemplos
1.
Calcular la carga eléctrica almacenada por un condensador de 100 µF de
capacidad cuando es sometido a una tensión de 50V.