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Circuito eléctrico
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INTRODUCCIÓN |
Circuito eléctrico, trayecto o ruta de una corriente eléctrica. El término se utiliza principalmente para definir un trayecto continuo compuesto por conductores y dispositivos conductores, que incluye una fuente de fuerza electromotriz que transporta la corriente por el circuito. Un circuito de este tipo se denomina circuito cerrado, y aquellos en los que el trayecto no es continuo se denominan abiertos. Un cortocircuito es un circuito en el que se efectúa una conexión directa, sin resistencia, inductancia ni capacitancia apreciables, entre los terminales de la fuente de fuerza electromotriz.
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La corriente fluye por un circuito eléctrico siguiendo varias leyes definidas. La ley básica del flujo de la corriente es la ley de Ohm, así llamada en honor a su descubridor, el físico alemán Georg Ohm. Según la ley de Ohm, la cantidad de corriente que fluye por un circuito formado por resistencias puras es directamente proporcional a la fuerza electromotriz aplicada al circuito, e inversamente proporcional a la resistencia total del circuito. Esta ley suele expresarse mediante la fórmula I = V/R, siendo I la intensidad de corriente en amperios, V la fuerza electromotriz en voltios y R la resistencia en ohmios. La ley de Ohm se aplica a todos los circuitos eléctricos, tanto a los de corriente continua (CC) como a los de corriente alterna (CA), aunque para el análisis de circuitos complejos y circuitos de CA deben emplearse principios adicionales que incluyen inductancias y capacitancias.
Un circuito en serie es aquél en que los dispositivos o elementos del circuito están dispuestos de tal manera que la totalidad de la corriente pasa a través de cada elemento sin división ni derivación en circuitos paralelos.
Cuando en un circuito hay dos o más resistencias en serie, la resistencia total se calcula sumando los valores de dichas resistencias. Si las resistencias están en paralelo, el valor total de la resistencia del circuito se obtiene mediante la fórmula
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En un circuito en paralelo los dispositivos eléctricos, por ejemplo las lámparas incandescentes o las celdas de una batería, están dispuestos de manera que todos los polos, electrodos y terminales positivos (+) se unen en un único conductor, y todos los negativos (-) en otro, de forma que cada unidad se encuentra, en realidad, en una derivación paralela. El valor de dos resistencias iguales en paralelo es igual a la mitad del valor de las resistencias componentes y, en cada caso, el valor de las resistencias en paralelo es menor que el valor de la más pequeña de cada una de las resistencias implicadas. En los circuitos de CA, o circuitos de corrientes variables, deben considerarse otros componentes del circuito además de la resistencia.
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Si un circuito tiene un
número de derivaciones interconectadas, es necesario aplicar otras dos leyes
para obtener el flujo de corriente que recorre las distintas derivaciones. Estas
leyes, descubiertas por el físico alemán Gustav Robert Kirchhoff, son
conocidas como las leyes de Kirchhoff. La primera, la ley de los nudos,
enuncia que en cualquier unión en un circuito a través del cual fluye una
corriente constante, la suma de las intensidades que llegan a un nudo es igual a
la suma de las intensidades que salen del mismo. La segunda ley, la ley de
las mallas afirma que, comenzando por cualquier punto de una red y siguiendo
cualquier trayecto cerrado de vuelta al punto inicial, la suma neta de las
fuerzas electromotrices halladas será igual a la suma neta de los productos de
las resistencias halladas y de las intensidades que fluyen a través de ellas.
Esta segunda ley es sencillamente una ampliación de la ley de Ohm.
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La aplicación de la ley
de Ohm a los circuitos en los que existe una corriente alterna se complica por
el hecho de que siempre estarán presentes la capacitancia y la inductancia.
La inductancia hace que el valor máximo de una corriente alterna(Imax)
sea menor que el valor máximo de la tensión(Vmax); la capacitancia hace
que el valor máximo de la tensión sea menor que el valor máximo de la
corriente.
Recordar
la
inductancia hace que Imax < Vmax
la
capacitancia hace que Imax > Vmax
La capacitancia y la inductancia inhiben el flujo de corriente alterna y deben tomarse en cuenta al calcularlo. La intensidad de corriente en los circuitos de CA puede determinarse gráficamente mediante vectores o con la ecuación algebraica
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en la que L es la
inductancia, C la capacitancia y f la frecuencia de la corriente.
El valor obtenido en el denominador de la fracción se denomina impedancia del
circuito y suele representarse por la letra Z. Por consiguiente, la ley
de Ohm para los circuitos integrados suele expresarse por la ecuación sencilla I
= e / Z.
Entonces Z =
, o sea este es el valor de la
Impedancia.
Fuente: Enciclopedia Encarta 2003.