Circuitos RL, LC Y RLC

Circuitos RL, LC Y RLC Una herramienta importante de trabajo en electrónica es el República Bolivariana de Venezuela Ministerio del Poder Popular para la Educación Superior Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño” Extensión Mérida

Circuitos RL, LC Y RLC, Fuerza Electromotriz, Circuito de corriente alterna y Ecuaciones de Maxwell

Rafael Ángel Grisolia González Cedula: 27.241.397 Ingeniería Civil Física II

Análisis de Circuitos, que consiste básicamente en tener información sobre cuantas fuentes de energía y de que clase, cuantos elementos de circuito y como están conectados en un circuito particular, se aplican las leyes de Kirchhoff, la ley de Ohm, las relaciones voltaje corriente del condensador y la bobina y los circuitos equivalentes para encontrar las magnitudes de los voltajes y corrientes dentro del circuito y saber cómo varían en el tiempo.

En el caso de CIRCUITOS RESISTIVOS (circuitos con fuentes y solo resistencias) aparecen ecuaciones de tipo algebraico, en el caso de CIRCUITOS RC (fuentes, resistencias y condensadores), CIRCUITOS RL (fuentes, resistencias y bobinas) y CIRCUITOS RLC (fuentes, resistencias, bobinas y condensadores) aparecen ecuaciones diferenciales; en ambos casos se aplican herramientas matemáticas para solucionar las ecuaciones y resolver las incógnitas.

Fuerza Electromotriz La fuerza electromotriz o voltaje inducido es toda causa capaz de mantener una diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito abierto o de producir una corriente eléctrica en un circuito cerrado. Es una característica de cada generador eléctrico.

Es la energía proveniente de cualquier fuente, medio o dispositivo que suministre corriente eléctrica. Para ello se necesita la existencia de una diferencia de potencial entre dos puntos o polos (uno negativo y el otro positivo) de dicha fuente, que sea capaz de bombear o impulsar las cargas eléctricas a través de un circuito cerrado.

Modalidades de fuerza electromotriz    

 

Las fuentes de fuerza electromotriz directas (en este caso la corriente generada tiene un valor constante), las fuentes de fuerza electromotriz alterna (la corriente producida es variable en un periodo de tiempo), la fuerza electromotriz generada por frotamiento, la fuerza electromotriz por inducción (esto se produce cuando interviene un imán en movimiento a través de su fuerza magnética), fuerza electromotriz por temperatura (cuando se calientan dos metales a temperaturas diferentes), fuerza electromagnética generada por reacciones químicas (cuando un dispositivo está destinado a obtener energía eléctrica partiendo de reacciones químicas, por ejemplo en las pilas).

Fuerza electromotriz (métodos): Todas las grandes centrales hidroeléctricas y térmicas producen Fuerza electromotriz por inducción electromagnética. Cuando se requieren grandes cantidades de energía, el coste de la energía eléctrica obtenida utilizando la inducción electromagnética es muy inferior al de la obtenida por acción química en cualquiera de las baterías construidas.   

Por inducción electromagnética.

Por acción química.

Por acción térmica.

Dispositivos capaces de suministrar energía eléctrica pueden ser: Máquinas electromagnéticas. Generan energía eléctrica utilizando medios magnéticos y mecánicos.

Pilas o baterías. Son las fuentes de FEM más conocidas del gran público. Generan energía eléctrica por medios químicos.

Circuito de corriente alterna Un circuito de corriente alterna está formado por una necesaria fuente de fuerza electromotriz y uno o varios de los elementos eléctricos básicos, resistores, condensadores o inductores.

Condiciones:  



La corriente alterna, representada como CA, o AC según sus siglas en Inglés ("Alternating current"), está en todos lados en el mundo que nos rodea y es, de hecho, el tipo de circuito que se utiliza de forma abrumadoramente mayoritaria para suministrar la potencia a los circuitos domésticos y a la industria. Esta situación hace que sea muy importante conocer sus principios básicos.

Todas las fuentes deben ser sinusoidales.

Debe estar en régimen estacionario, es decir, después de que los fenómenos transitorios que se producen a la conexión del circuito se hayan atenuado completamente.

Todos los componentes del circuito deben ser lineales, o trabajar en un régimen tal que puedan considerarse como lineales. Los circuitos con diodos están excluidos y los resultados con inductores con núcleo ferromagnético serán solo aproximaciones.

Ventajas 

   

Posibilidad de transporte de grandes cantidades de energía a largas distancia con un mínimo de secciones de conductores (a alta tensión).

Posibilidad de motores muy simples.

Desaparición o minimización de algunos fenómenos eléctricos indeseables.

Generadores y motores más baratos y eficientes, y menos complejos.

Posibilidad de transformar su tensión de manera simple y económica (Transformadores).

Ecuaciones de Maxwell

Las ecuaciones de Maxwell representan una de las formas más elegantes y concisas de establecer los fundamentos de la Electricidad y el Magnetismo son el resumen esta teoría desde un punto de vista macroscópico.

Las ecuaciones de Maxwell son un total de ocho ecuaciones escalares (tres para cada uno de los rotacionales de los campos eléctrico y magnético y una para las divergencias). Maxwell reescribió estas ecuaciones integrales en forma diferencial haciéndolas compatibles.

Esas ecuaciones tienen la forma más general:

1.

-Campo eléctrico existente en el espacio, creado por las cargas.

2.

- Campo dieléctrico que resume los efectos eléctricos de la materia.

3.

- Campo magnético existente en el espacio, creado por las corrientes.

4.

- Campo magnético magnéticos de la materia.

5.

que

resume

los

efectos

- Densidad de cargas existentes en el espacio.

6.

- Densidad de corriente, mide el flujo de cargas por

7.

unidad de tiempo y superficie y es igual a .

- Permitividad eléctrica, característica de los materiales dieléctricos.

8.

- Permeabilidad magnética, característica de los materiales paramagnéticos.

Forma Integral en ausencia de medio magnético o polarizable: Ley de Ampere

Forma Diferencial en ausencia de medio magnético o polarizable: Ley de Ampere

Ley de Gauss para la Electricidad

Ley de Faraday para la Inducción

Ley de Gauss para el Magnetismo

Ley de Gauss para la Electricidad

Ley de Faraday para la Inducción

Ley de Gauss para el Magnetismo

Forma Diferencial con medio magnĂŠtico o polarizable:

Ley de Ampere

Ley de Faraday para la InducciĂłn

Ley de Gauss para el Magnetismo

Ley de Gauss para la Electricidad