Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño”

Extensión Porlamar

Circuito Eléctrico

Realizado por :Floriannys Maita Saia 4 “A”

HISTORIA DE LA ELECTRICIDAD Y CÓMO HA EVOLUCIONADO EN NUESTRA ÉPOCA.

La historia de la electricidad se refiere al estudio y uso humano de la electricidad, al descubrimiento de sus leyes como fenómeno físico y a la invención de artefactos para su uso práctico. El fenómeno en sí, fuera de su relación con el observador humano, no tiene historia; y si se la considerase como parte de la historia natural, tendría tanta como el tiempo, el espacio, la materia y la energía. Como también se denomina electricidad a la rama de la ciencia que estudia el fenómeno y a la rama de la tecnología que lo aplica, la historia de la electricidad es la rama de la historia de la ciencia y de la historia de la tecnología que se ocupa de su surgimiento y evolución .

Uno de sus hitos iníciales puede situarse hacia el año 600 a. C., cuando el filósofo griego Tales de Mileto observó que frotando una varilla de ámbar con una piel o con lana, se obtenían pequeñas cargas (efecto triboeléctrico) que atraían pequeños objetos, y frotando mucho tiempo podía causar la aparición de una chispa. Cerca de la antigua ciudad griega de Magnesia se encontraban las denominadas piedras de Magnesia, que incluían magnetita.

Tales de Mileto

La Naturaleza son conocidos desde la antigüedad, aunque no fue hasta aproximadamente el 600 A.C. cuando Thales de Mileto comprobó las propiedades eléctricas del ámbar, el cual al ser frotado con una pieza de lana era capaz de atraer a peque- ños objetos. A su modo, ofreció una verdadera hipótesis científica al afirmar: "estas substancias encierran alma, están vivas, puesto que pueden atraer hacia si materias inanimadas, como mediante una aspiración del soplo".También se descubrió que dos varillas de ámbar luego de ser frotadas se repelían, pero la razón de estos fenómenos no era comprendida.

Los primeros estudios científicos

Pasaron más de 2.000 años sin avances desde Tales de Mileto hasta que el inglés Guillermo Gilbert, médico de cámara de la reina Isabel I, retoma alrededor del 1600 los estudios de los griegos y emplea por primera vez la palabra electricidad para describir sus experimentos sobre electricidad y magnetismo. En su obra De Magneticisque Corporibus et de Magno Magnete Tellure detalló que algunas sustancias como el vidrio, el azufre y la resina se comportaban como el ámbar, y cuando eran frotadas atraían objetos livianos; mientras que otras como el cobre o la plata no ejercían ninguna atracción.

Guillermo Gilbert

A las primeras las llamó "eléctricas", mientras que a las segundas las denominó "aneléctricas".

En 1672 el físico alemán Otto von Guericke desarrolló la primer máquina electrostática para producir cargas eléctricas. Esta máquina consistía de una esfera de azufre que podía hacer girar con una mano y frotar con la otra. Además de atraer pequeños trozos de papel producía (lo cual era inesperado) crujidos y diminutas chispas mientras se la frotaba.

alemán Otto

 Energía eléctrica 

Es la manifestación de una Corriente Eléctrica que es generada por una diferencia de Potencial Eléctrico entre dos puntos específicos, uno de los fenómenos del Magnetismo, permitiéndose su aprovechamiento mediante la utilización de un soporte que es justamente un Conductor Eléctrico (sea una red de Cables Eléctricos, como también los Circuitos Eléctricos de un dispositivo electrónico)

Importancia de la energía eléctrica

Estamos acostumbrados a utilizar todo tipo de Dispositivos Electrónicos en nuestra vida cotidiana, desde la llegada a casa cuando Encendemos la Luz, hasta los momentos en que empleamos Dispositivos Portátiles que cuentan con una autonomía dada por una Pila o Batería, con un tiempo limitado en el que podemos utilizarlo hasta poder Recargar las Baterías y continuar con su uso, siendo necesario para la vida moderna y para, inclusive, relacionarnos con otras personas.

En nuestro hogar es además un servicio básico y necesario la conexión a la Red Eléctrica, siendo éste la aplicación de distintas tecnologías para que nuestro hogar pueda contar con una dotación de Energía Eléctrica y las consecuentes Medidas de Seguridad que deben aplicarse para evitar accidentes relacionados a su utilización o mala utilización.

En el Sistema internacional de unidades:I = Intensidad en amperios (A)V = Diferencia de potencial en voltios (V)R = Resistencia en ohmios (Ω)

Ley de Ohm

La ley de Ohm  dice que: "la intensidad de la corriente eléctrica que circula por un conductor eléctrico es directamente proporcional a la diferencia de potencial aplicada e inversamente proporcional a la resistencia del mismo".

Potencial eléctrico

El concepto de voltaje o potencial en electricidad es similar al concepto de altura en la gravedad y el concepto de temperatura en termodinámica. La fuerza eléctrica al igual que la fuerza gravitacional, es consecuencia de las leyes fundamentales de la naturaleza. Las fuerzas eléctricas conciernen a la interacción de una distribución de carga con otra carga. La energía potencial eléctrica es la energía de la distribución de la carga junto con la de una segunda carga. El potencial eléctrico tiene la misma relación con el campo eléctrico que la que tiene la energía potencial con la fuerza. La descarga de los rayos es una impresionante demostración de que hay energía en los campos eléctricos. Existe una gran diferencia de potencial entre la Tierra y las nubes, o entre nubes distintas, que provoca el rayo.

Las leyes de Kirchhoff

Fueron formuladas por Gustav Kirchhoff en 1845, mientras aún era estudiante. Son muy utilizadas en ingeniería eléctrica para obtener los valores de la corriente y el potencial en cada punto de un circuito eléctrico. Surgen de la aplicación de la ley de conservación de la energía.

Estas leyes nos permiten resolver los circuitos utilizando el conjunto de ecuaciones al que ellos responden. En la lección anterior Ud. conoció el laboratorio virtual LW. El funcionamiento de este y de todos los laboratorios virtuales conocidos se basa en la resolución automática del sistema de ecuaciones que genera un circuito eléctrico. Como trabajo principal la PC presenta una pantalla que semeja un laboratorio de electrónica pero como trabajo de fondo en realidad esta resolviendo las ecuaciones matemáticas del circuito.

Lo interesante es que lo puede resolver a tal velocidad que puede representar los resultados en la pantalla con una velocidad similar aunque no igual a la real y de ese modo obtener gráficos que simulan el funcionamiento de un osciloscopio, que es un instrumento destinado a observar tensiones que cambian rápidamente a medida que transcurre el tiempo.

La primera Ley de Kirchoff

En un circuito eléctrico, es común que se generen nodos de corriente. Un nodo es el punto del circuito donde se unen mas de un terminal de un componente eléctrico. Si lo desea pronuncie “nodo” y piense en “nudo” porque esa es precisamente la realidad: dos o mas componentes se unen anudados entre sí (en realidad soldados entre sí).

 

Segunda Ley de Kirchoff

Cuando un circuito posee mas de una batería y varios resistores de carga ya no resulta tan claro como se establecen la corrientes por el mismo. En ese caso es de aplicación la segunda ley de kirchoff, que nos permite resolver el circuito con una gran claridad.

En un circuito cerrado, la suma de las tensiones de batería que se encuentran al recorrerlo siempre serán iguales a la suma de las caídas de tensión existente sobre los resistores.

Fuentes dependiente

Son fuentes dependientes aquellas cuya tensión o corriente es proporcional a la tensión o corriente por alguna rama del circuito.

Tipos de fuentes dependientes

Tenemos cuatro tipos posibles:•Fuente de tensión controlada por tensión.

µ ≡ ganancia de tensión en cto. ab. (adimensional)

•Fuente de corriente controlada por corriente.β ≡ ganancia de corriente en ccto. (adimensional)

•Fuente de tensión controlada por corriente.ρ ≡ resistencia de transferencia o transresistencia (Ω)

Donde

• Fuente de corriente controlada por tensión.   ≡ transconductancia (Ω-1)

Donde:

Fuentes independientes

Son aquellas cuyas características no dependen de ninguna otra variable de red, aunque pueden variar con el tiempo.

•Fuente de tensión o voltaje

Aquella en la que el valor de su voltaje es independiente del valor o dirección de la corriente que lo atraviesa.

Impone el voltaje en sus bornas, pero la corriente que lo atraviesa estará impuesta por la red o circuito al que esté conectado.

Representación:

Cuando el voltaje es nulo, la característica I-V es igual a la de una resistencia nula (CORTOCIRCUITO). Es decir, anular un generador de voltaje ideal es sustituirlo por un cortocircuito, o bien, la resistencia interna de un generador ideal de voltaje es nula.

•Fuente de corriente

Son aquellas en las que el valor y la dirección de la corriente que circula a través de ella es independiente del valor y polaridad del voltaje en sus terminales.

Impone la corriente de rama, pero el voltaje en sus bornas estará impuesto por la red a la que esté conectado.

Representación:

Cuando la corriente es nula, la característica I-V es igual a la de una conductancia nula (resistencia infinita, CIRCUITO ABIERTO). Es decir, anular un generador de corriente ideal es sustituirlo por un circuito abierto; su resistencia interna es infinita (conductancia nula).