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FUNDAMENTOS FÍSICOS DE LA INFORMÁTICA GRADO I. I. Ingeniería del Software

FUNDAMENTOS FÍSICOS DE LA INFORMÁTICA GRADO I. I. Ingeniería del Software. Tema 2 . Circuitos de corriente continua. Prof. Norge Cruz Hernández. Tema 2. Circuitos de corriente continua . (7 horas). 2 .1 Introducción. 2 .2 Densidad e intensidad de corriente eléctrica.

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FUNDAMENTOS FÍSICOS DE LA INFORMÁTICA GRADO I. I. Ingeniería del Software

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  1. FUNDAMENTOS FÍSICOS DE LA INFORMÁTICA GRADO I. I. Ingeniería del Software Tema 2. Circuitos de corriente continua Prof. Norge Cruz Hernández

  2. Tema 2. Circuitos de corrientecontinua. (7 horas) 2.1 Introducción 2.2 Densidad e intensidad de corriente eléctrica. 2.3 Ley de Ohm. Resistencias. 2.4 FEM de un generador. Efecto Joule. Relaciones de potencia en un circuito. 2.5 Leyes de Kirchhoff para corriente continua. Circuitos RC.

  3. Bibliografía Clases de teoría: - Física Universitaria, Sears, Zemansky, Young, Freedman ISBN: 970-26-0511-3, Ed. 9 y 11. • Clases de problemas: • - Boletín de problemas • -Problemas de Física General, I. E. Irodov • Problemas de Física General, V. Volkenshtein • Problemas de Física, S. Kósel • Problemas seleccionados de la Física Elemental, B. B. Bújovtsev, V. D. Krívchenkov, G. Ya. Miákishev, I. M. Saráeva. • Libros de consulta: • Resolución de problemas de física, V.M. Kirílov.

  4. energía y potencia en circuitos eléctricos Cuando una carga q pasa a través de un elemento de un circuito (independientemente del elemento que sea) la variación de energía potencial de la carga es: La energía entregada/liberada en la unidad de tiempo (potencia): Una fuente de f.e.m.entregará potencia al circuito. Un resistorrecibirá potencia en el circuito.

  5. potencia en un resistor La energía transmitida al resistor se emplea en aumentar el movimiento de las cargas (electrones). Estos, golpean con los átomos del material y transfieren gran parte de su energía. La energía en el resistor se disipa a razón de RI2 (Efecto Joule). En este proceso, el resistor puede aumentar su temperatura, y en algunos casos puede ocurrir su ruptura. Así, cada resistor tiene un límite de potencia de trabajo (potencia nominal).

  6. potencia de salida en una fuente de f.e.m. representa la energía por unidad de carga y unidad de tiempo que se convierte de energía no eléctrica a energía eléctrica en el interior de la f.e.m. representa la energía por unidad de tiempo que se libera en la resistencia interna de la f.e.m.

  7. potencia de entrada en una fuente Este fenómeno ocurre cuando le damos carga a la batería de un coche a partir de un generador potente.

  8. 2.5 Leyes de Kirchhoff para corriente continua. Ley de Ohm Circuito eléctrico: camino conductor que forma una espira cerrada, por donde se mueve una corriente eléctrica. ¿Qué ocurre si conectamos varias resistencias en serie y/o en paralelo?

  9. resistores en serie

  10. resistores en paralelo

  11. … queremos calcular la intensidad de un circuito

  12. Los faros de un coche, ¿están conectados en serie o en paralelo?

  13. Las resistencias conectadas en serie consumen menos potencia.

  14. Dos bombillas iguales conectadas en serie consumen y brillan menos que cuando las conectamos en paralelo.

  15. reglas de Kirchhoff Intentemos conocer las corrientes que circulan por cada una de las resistencias en los siguientes circuitos: Nudo (unión): es un punto en un circuito donde se encuentran tres o más conductores. Malla (espira): cualquier camino conductor cerrado.

  16. Regla de Kirchhoff de los nudos (uniones): la suma algebraica de las corrientes en cualquier nudo es cero. conservación de la carga Regla de Kirchhoff de las mallas (espiras): la suma de las diferencias de potencial en cualquier malla (espira) debe ser cero. conservación de la energía Gustav Robert Kirchhoff físico alemán (1824-1887)

  17. convenios del recorrido de las mallas - + - + - + + - - +

  18. Método matricial de las mallas Suma de las fem de la malla 1. Suma de todas las resistencias de la malla 1. Suma de todas las resistencias comunes a la malla 2 y a la malla n (NEGATIVO). Intensidad de la malla 1.

  19. i8 I4 i1 i6 i7 I1 I2 I3 i4 i3 i5 i2 Método matricial de las mallas R6 = 4 ε2 = 4V R5 = 1 ε1 = 8V ε3 = 10V R1 = 5 R2 = 2 R3 = 4

  20. Método matricial de los nudos Suma de las intensidades de las fuentes conectadas al nudo 1. Suma de todas las conductancias conectadas al nudo 1. Suma de todas las conductancias comunes al nudo 2 y al nudo n (Negativo). Potencial del nudo 1.

  21. i1 v3 i1 i7 i2 i4 v1 v2 v3 i5 i3 v4 v4 i6 Método matricial de los nudos R5 = 1k I3 = 5 mA R2 = 4k R4 = 4k I1 = 20 mA R1 = 2k I2 = 10 mA R3 = 2k

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