Material introductorio para Electricidad y Electrónica Industrial

1. INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TOLUCA
SUBDIRECCIÓN ACADÉMICA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA
INGENIERÍA INDUSTRIAL
ELECTRICIDAD Y ELECTRÓNICA INDUSTRIAL.
1.3 Circuito Eléctrico.

2. 1.3 Circuito eléctrico
Elementos de un circuito eléctrico.
Los elementos de un circuito se pueden subdividir de acuerdo con el
comportamiento que tienen respecto a la energía que utilizan,
entonces hablaremos de que existen elementos que son:
Activos
Pasivos
Y elementos que son:

3. Elementos pasivos ideales.
Los elementos pasivos de un circuito, son denominados así
porque ellos solamente pueden almacenar o disipar energía
y no pueden actuar como fuente de ella.
Existen 3 elementos pasivos usados en el desarrollo del
modelo de in circuito ideal y estos son:
Resistor
Capacitor
o
Condensador
Inductancia
o
Bobina

4. La resistencia ideal es un elemento que disipa energía. Cuando
una corriente pasa a través de una resistencia, la energía disipada
aparece como calor y esta energía no puede ser devuelta al
sistema eléctrico donde la resistencia está conectada.
Elementos pasivos ideales.
El resistor es el elemento pasivo más simple y describe la
oposición de un material o tendencia de este para impedir el flujo
de la corriente eléctrica a través de él. Su unidad de medida es el
Ohm (Ω).
Resistor.

5. El condensador ideal es un elemento el cual almacena en
forma de campo eléctrico. Se puede visualizar como un
elemento que almacena energía en la forma de cargas
separadas. La unidad de la capacitancia es el Farad (F).
Condensador Elementos pasivos ideales.

6. La inductancia ideal es un elemento que almacena en forma
de campo magnético. Puesto que una carga en movimiento
siempre crea un campo magnético a su alrededor; una
inductancia que porta una corriente almacena energía en este
campo. La unidad de la inductancia es el
Inductancia Elementos pasivos ideales.

7. Elementos activos ideales.
Los elementos activos son aquellos que actúan como
fuentes de energía ideales son dos:
La fuente de voltaje.
La fuente de corriente.
Las actuales fuentes de energía tales como las pilas,
generadores, celdas solares y transistores se aproximan por
medio de uno de los dos elementos activos ideales.

8. La característica principal de una fuente ideal de
voltaje es que suministra una salida de voltaje
independiente de la salida de corriente requerida. En
otras palabras, una fuente de voltaje ideal, siempre
suministrará el voltaje marcado independientemente de
la cantidad de corriente que se esté drenando de ella.
El signo (+) indica el terminal de
voltaje positivo y el (-) el negativo.
Fuentede
voltaje.
Elementos activos ideales.

9. La fuente ideal de corriente produce una salida
de corriente que es independiente del voltaje
requerido.
La dirección de la flecha indica la
dirección del flujo de la corriente y el
signo (+) implica la punta de flecha
de la fuente.
Fuentede
corriente.
Elementos activos ideales.

10. Clasificación de los elementos de un circuito desde
el punto de vista de su comportamiento
relacionado con la energía:
Elementos Tipos Nombre y Descripción Modelo
Matemático
Símbolo Unidades
Pasivos.
Elementos
que solo
reciben
potencia
Fijos y
Variables.
Resistor: Representa la
resistencia u oposición que
un dispositivo presenta al
paso de la corriente
eléctrica.
𝑅 = 𝑘
Ohm
(Ω)
Capacitor: Representa al
dispositivo que está formado
por dos placas paralelas y
que es capaz de almacenar
energía en forma de carga
eléctrica.
𝑖 = 𝐶
𝑑𝑣
𝑑𝑡
Farad
(F)
Inductor: Representa a un
conductor embobinado
(enrollado), que es capaz
de almacenar energía en
forma de campo
magnético.
𝑣 = 𝐿
𝑑𝑖
𝑑𝑡
Henry
(H)

11. Clasificación de los elementos de un
circuito desde el punto de vista de su
comportamiento relacionado con la
energía:
Elementos Tipos Nombre y
Descripción
Modelo
Matemático
Símbolo Unidades
Activos:
Tienen la
capacidad
de entregar
potencia a
otro
elemento
externo
Dependientes o
Controlados
Fuentes de Voltaje:
Representa un dispositivo
que entrega un voltaje
cuyo valor esta
determinado o
controlado por un voltaje
presente en otro punto
del sistema eléctrico en
consideración.
𝑉𝑠 = 𝑓(𝑣)
𝑉𝑠 = 𝑓(𝑖)
Volt
(v)
Fuentes de Corriente:
Dispositivo que entrega
corriente, cuyo valor esta
controlado por una
corriente presente en otro
punto del sistema en
consideración.
𝐼𝑠 = 𝑓(𝑣)
𝐼𝑠 = 𝑓(𝑖)
Ampere
(A)

12. Clasificación de los elementos de un circuito desde
el punto de vista de su comportamiento
relacionado con la energía:
Elementos Tipos Nombre y
Descripción
Modelo
Matemático
Símbolo Unidades
Activos:
Tienen la
capacidad
de entregar
potencia a
otro
elemento
externo
Independiente:
(Su valor no se ve
afectado por lo
que suceda en el
resto del circuito).
Fuente de voltaje:
Dispositivo de dos
terminales entre las cuales
existe una diferencia de
potencial eléctrico o
voltaje, que es
independiente de la
corriente que pasa a
través de ellas.
𝑉𝑠 = k
Volt
(v)
Fuente de corriente: Es una
aproximación de un
dispositivo que entrega
una corriente eléctrica.
Independientemente del
voltaje que exista entre sus
terminales.
𝐼𝑠 = k
Ampere
(A)

13. Redes eléctricas.
Cuando conectamos 2 o más elementos eléctricos, se dice
que tenemos una red eléctrica. Si contiene por lo menos una
trayectoria cerrada a través de la cual circule una corriente
eléctrica, se dice que tenemos un circuito eléctrico.
Red eléctrica Circuito Eléctrico

14. Tipos de Representación.
Representación
Icónica. Esta representación se utiliza para la reproducción de seres
u objetos de la vida real; pueden ser en un plano o en tres
dimensiones. Por ejemplo las fotografías, los mapas,
esquemas son representaciones icónicas bidimensionales;
mientras que un globo terráqueo, un cochecito, una estatua,
es una representación tridimensional.
Bidimensional Tridimensional

15. Tipos de Representación.
Representación
Diagramática.
Esta forma aun cuando no tiene parecido alguno con su
prototipo refleja alguna realidad del mismo.
Mediante un conjunto de líneas y símbolos, acomodados
apropiadamente , representan la estructura, el
comportamiento , o ambos.
Los más comunes son los diagramas esquemáticos de
circuitos electrónicos, los diagramas de bloques que
representan algún proceso y los circuitos equivalentes.

16. Tipos de Representación.Diagramas
esquemáticos. Se utilizan para construir una réplica de los circuitos
reales y para ayudar a localizar las fallas en su
funcionamiento. Se excluye toda información no
eléctrica como cajas externas, soportes mecánicos
bornes y otros. Son como mapas que ayudan a
llevar un seguimiento de cada una de sus partes.
Los símbolos se dibujan de forma que hace pensar
en los componentes de una forma operativa.

17. Tipos de Representación.
Diagramasde
circuitoequivalente.
Es una representación relacionada con la idea del modelo de
un circuito . Se obtiene al reemplazar en el diagrama
esquemático los símbolos de cada componente por su circuito
equivalente. El circuito equivalente se forma a partir de los 5
elementos ideales y otros símbolos que designan las
condiciones ideales del circuito.
Tomando como base el
diagrama esquemático anterior,
podemos dibujar el siguiente
diagrama equivalente, sin
embargo en este todavía existe
la representación de la
lámpara, la cual todavía está de
forma esquemática.
Para que el diagrama del
circuito equivalente esté
completo la lámpara se
sustituye con el símbolo del
resistor.
El diagrama de circuito equivalente (o diagrama eléctrico) es
una de las formas más comunes de representar circuitos
eléctricos y electrónicos ya que utiliza un conjunto de patrones
fáciles de dibujar, aunque sujetos a ciertas reglas.

18. Tipos de Representación.Diagramade
Bloques. Se utilizan para ayudar al experimentador y al diseñador a
describir la operación, general de un dispositivo, sistema,
equipo o proceso, que en esencia resultan complejos.
La idea es utilizar dibujos en forma de rectángulos llamados
bloques, para cada uno de ellos existe una o varias vías de
entrada y una o mas de salida. Los bloques se dibujan
ordenadamente para que describan la secuencia del
proceso que representan.
Transformador Rectificador Filtro Regulador
Salida
12 Vcd
Entrada
117Vrms
Diagrama a bloques de una fuente de alimentación

19. Tipos de Representación.
Representación
Gráfica.
Puede ser mediante segmentos de recta, barras,
sectores circulares, curvas y pueden representarse
cualquier tipo de magnitudes.
Este tipo de representación es útil para fines de
visualización, comunicación y predicción de diversos
fenómenos o procesos.

20. Tipos de Representación.
Representación
Matemática.
Como su nombre lo indica, es un modelo matemático,
que sirve para describir ciertos comportamientos,
tomando en cuenta ciertas normas de utilización.
Por ejemplo:
𝑣 𝑡 = 𝐴 𝑠𝑒𝑛 𝜔𝑡
Es un modelo matemático que nos describe el
comportamiento del voltaje con respecto al paso de
un tiempo determinado.

21. Simbología.
Así se le denomina al conjunto de figuras, mediante las que
se representan conceptos o ideas.
La simbología ha sido una forma de comunicarse para la
humanidad, y se utiliza para diferentes actividades y/o áreas
de conocimiento, la ciencia, tecnología, cultura, artes, en fin
en la vida diaria.
En el estudio de los circuitos eléctricos y electrónicos también
se usan símbolos que representan a los diferentes
elementos, dispositivos procesos, etc.

22. Símbolos más comunes.

23. Simulación.
La técnica que nos permite realizar experimentación de forma
virtual es conocida como simulación, a través de esta es
posible verificar el comportamiento de ciertos eventos.
Existen diversos tipos de simuladores electrónicos, por medio
de los cuales podemos representar el funcionamiento de un
circuito electrónico, así podemos evaluar los diseños
realizados, sin correr el riesgo de quemar algún componente
físico, para así trabajar después con un circuito real.

24. Simulación.
Software.

25. Por su atención gracias.