Reconociendo las leyes de la electrónica para el funcionamiento de los circuitos eléctricos

Corriente eléctrica


Se llama corriente eléctrica por que implica el volumen del flujo de electrones en un conductor determinado en un tiempo dado. Los átomos están formados de Neutrones, protones y electrones aparte de otras partículas subatómicas. Los protones y los neutrones tienen carga positiva y forman el núcleo mientras que los electrones se encuentran circulando en una nube alrededor del núcleo y tienen carga negativa. Todos se mantienen unidos entre sí por las fuerzas atómicas.



Como se genera:

Cuando una diferencia de potencial es aplicada a ciertos átomos, los electrones del exterior de los átomos, se alinean y circulan a través del material conductor del circuito en un mismo sentido, generando una corriente eléctrica. A la cantidad de este flujo de carga eléctrica se le conoce como Intensidad de Corriente Eléctrica y es medida en amperios (A).

Tipos de corrientes:


Corriente Directa o Continua :

En este tipo de corriente la dirección del movimiento de las cargas eléctricas siempre tiene el mismo sentido. Esto significa  que la corriente continua o directa en su dirección las cargas eléctricas no varía con el tiempo.

Corriente Alterna:

A diferencia de la corriente directa o continua, la alterna varía continuamente con el tiempo su intensidad, magnitud y dirección. La corriente alterna es la que recibimos en los hogares para alimentar cualquier aparato eléctrico.  

La corriente alterna es mucho más eficiente para transmitirse o trasportarse a grandes distancias y su eficiencia es aún mayor para altos voltajes.

Ley de Ohm


La ley de Ohm es perteneciente a la electricidad, recibió el nombre en honor al físico alemán  Georg Ohm. Esta ley contiene una formula matemática que se usa para determinar la relación entre la tensión, corriente y resistencia en un circuito eléctrico, se establece que: la fuerza de una corriente continua es directamente proporcional a la diferencia de potencial e inversamente proporcional a la resistencia del circuito.







Las unidades son:


V = Voltaje (volts)
R = Resistencia (ohms Ω)
I = Corriente (amperes)


Ley de watt

La ley de Watt hace referencia a la potencia eléctrica que es directamente proporcional al voltaje de un circuito y a la intensidad que circula por él. En un componente electrónico o un aparato, se define como la potencia consumida por la carga que es directamente proporcional al voltaje suministrado y a la corriente que circula, o sea la cantidad de energía eléctrica entregada o absorbida por un elemento en determinado tiempo. La unidad de la potencia es el Watt. El símbolo para representar la potencia es “P”.




Las unidades son:

Voltaje en voltios (v)
Intensidad (i)
Potencia en Vatios (P)

Ecuación de Watt:

P = V . I

Los valores puedes ser cambiados en caso de tener Intensidad y Potencia para calcular el voltaje



Leyes de Kirchhoff:

Las leyes de Kirchhoff del voltaje complementan el análisis de circuitos como una herramienta eficaz para analizar y resolver una gran variedad de circuitos eléctricos. Consisten en aplicar el principio de conservación de la carga eléctrica y el principio de conservación de la energía a los circuitos eléctricos, estas leyes están enfocadas en el corazón del análisis de los circuitos. Se llaman así en honor al físico alemán Gustav Robert Kirchhoff quien introdujo la ley de corriente (o primera ley de Kirchhoff) y ley de tensión (o segunda ley de Kirchhoff). 

Su uso es imprescindible cuando la ley de Ohm no es suficiente para determinar voltajes y corrientes en el circuito.









Primera ley:

La ley de corriente de Kirchhoff o primera ley está basada en la ley de la conservación de la carga, lo cual implica que la suma algebraica de las cargas dentro de un sistema no puede cambiar.



Segunda ley:

La ley de voltaje de Kirchhoff o segunda ley está basada en el principio de conservación de la energía, lo cual implica que la suma algebraica de la energía producida dentro de un sistema siempre permanezca constante.





Aplicación de las leyes en los circuitos: 



Ley de Ohm


Ejemplo:. Calcula la intensidad de la corriente que alimenta a una lavadora de juguete que tiene una resistencia de 10 ohmios y funciona con una batería con una diferencia de potencial de 30 V

Para darle solución a este problema, basta con retomar los datos del problema que en este caso sería la resistencia de 10 Ohmios, y una tensión de 30 Volts, por lo que tendríamos.


R=10Ω

V=10V

I= ?


Procedimiento:

I=V/R=30v/10Ω =3A


Ley de Watt



Ejemplo: Calcular la potencia de un motor eléctrico que tiene una alimentación de 24Volts y una corriente de 2 Amperes

Para solucionar la interrogante usamos la ecuación 1 y remplazamos los valores que tenemos

Usamos la ecuación  W = V * I donde remplazaremos el voltaje y la corriente con los respectivos valores

Nos queda así:  W = 24V * 2A 

Entonces tenemos que la potencia es:  W = 48 W


Ley de Kirchhoff


Ejemplos de las leyes de Kirchhoff.










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