Circuitos de corriente directa Flashcards

1
Q

¿Cuando se dice que estan conectados en paralelo?

A

Se dice que estan conectados en paralelo cuando estos elementos ofrecen una trayectoria alternativa para la corriente entre los puntos a y b

Nota: Para los elementos de circuito conectados en paralelo, la diferencia de potencial es la misma a través de cada elemento.

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2
Q

¿Cuando se dice que dos elementos de circuito estan conectados en serie?

A

Se dice que están conectados en serie cuando se conectan en secuencia varios elementos de circuito, como resistores, baterías y motores, con una sola trayectoria de corriente entre los puntos a y b

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3
Q

¿Que es la resitencia equivalente y como se calcula?

A

Es la resistencia que poseeria un resistor único que podría remplazar la combinación (ya sea en serio o paralelo) y dar como resultado la misma corriente y diferencia de potencial totales

Como se menciono en el capitulo anterior, la resistencia se calcula con la “Ley de Ohm”, es decir Re=I/R (donde Re es la resistencia equivalente e I y R son entre los puntos terminales a y b)

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4
Q

¿Como es el calculo de la resistencia equivalente en el caso de poseer n resistores?, ¿Que pasa con el voltaje y la corriente?

A

La resistencia equivalente de cualquier número de resistores en serie es igual a la suma de sus resistencias individuales:
Re=R1+R2+…
Esto sale de la idea anterior (V=I*R)

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5
Q

Pero porque se suman directamente y no es como en los capacitores?

A

A diferencia de la capacitanica equivalente, aqui se suman directamente porque el voltaje a través de cada uno es directamente proporcional a su resistencia y a la corriente común

Nota: Los capacitores en serie se suman en forma recíproca porque el voltaje es directamente proporcional a la carga común, pero inversamente proporcional a la capacitancia individual.

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6
Q

¿Como es el calculo de la resistencia equivalente en el caso de poseer n resistores en paralelo?, ¿Que pasa con el voltaje y la corriente?

A

Para cualquier número de resistores en paralelo, el recíproco de la resistencia equivalente es igual a la suma de los recíprocos de sus resistencias individuales: Los resistores en paralelo se suman recíprocamente porque la corriente en cada uno es proporcional al voltaje común a través de ellos, e inversamente proporcional a la resistencia de cada uno

En este caso lo que es igual para todos los resistores es el voltaje, pero no asi la corriente

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7
Q

En circuitos, ¿que es una union o nodo, y que es una espira?

A

Una union o punto de derivacion, es un punto por el cual fluye corriente proviniente de 3 o mas conductores
Por otro lado, se llama espira a una trayectoria cerrada de conduccion

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8
Q

¿Un punto entre, por ejemplo, dos resistores, es una union?

A

No! ya que solo viene corriente por un sentido y sale por otro, es decir, se unen dos conductores

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9
Q

¿Cuales son las reglas de Kirchoff? Explicarlas

A

-La primera regla habla sobre la corriente en una union: la suma algebraica de las corrientes en cualquier unión es igual a cero, es decir, ΣI=0

-La segunda regla habla sobre el voltaje pero en la espiras: la suma algebraica de las diferencias de potencial en cualquier espira, incluso las asociadas con las fem y las de elementos con resistencia, debe ser igual a cero, es decir, ΣV=0

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10
Q

¿A que ley fisica hacen referencia cada una?

A

-La regla de las uniones se basa en la conservación de la carga eléctrica: en una unión no se puede acumular carga eléctrica, por lo que la carga total que entra a ella por unidad de tiempo (corriente positiva) debe ser igual a la carga total que sale por unidad de tiempo (corriente negativa)

-La regla de las espiras es el enunciado de que la fuerza electrostática es conservativa: si que recorre una espira y mide las diferencias de potencial entre los extremos de elementos sucesivos del circuito, al regresar al punto de partida, debería de encontrar que la suma algebraica de esas diferencias es igual a cero; de lo contrario, no se podría afirmar que el potencial en ese punto tiene un valor definido.

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11
Q

¿En que sentido se define la corriente para usar las reglas de Kirchoff y como se define su signo al pasar por resistores o fem?

A

El sentido de la corriente se puede suponer en el sentido que uno desee, y en caso de haberse elegido al reves, nos vamos a dar cuenta porque I queda negativa.

Segun la convencion de signos hay 4 posibilidades para I:
-Si pasa por una fem en sentido + hacia - es negativa
-Si pasa por una fem en sentido - hacia + es positiva

-Si pasa por un resistor en sentido en sentido contrario al que este tiene definido, es negativa
-Si pasa por un resistor en el mismo sentido que este tiene definido, es positiva

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12
Q

En lineas generales, cual es el paso a paso para plantear un ejercicio en el que se necesita Kirchoff

A
  1. Elija cualquier espira cerrada en la red y designe un sentido (horario o antihorario) para recorrer la espira cuando se aplique la regla de las espiras. El sentido no tiene que ser el mismo que el que se supuso para la corriente.
  2. Recorra la espira en el sentido elegido, sumando las diferencias de potencial a medida que se atraviesen (recordando la convencion de signos)
  3. Iguale a cero la suma del paso 2
  4. Si es necesario elija otra espira para obtener una relación diferente entre las incógnitas, y continúe así hasta que tenga tantas ecuaciones independientes como incógnitas
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13
Q

Nota:

A

Ojo con la diferencia entre definir el sentido de la corriente, y definir en que sentido recorremos la espira: si por ejemplo en un circuito que consta de solamente un resistor, definimos la corriente en sentido Anti-horario, y luego para usar las reglas de kirchoff decidimos recorrerla en sentido horario, LA CORRIENTE A TRAVES DE LA RESISTENCIA ES NEGATIVA ya que pasamos en el sentido contrario al de la corriente

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14
Q

¿Como se calcula la potencia de salida de una bateria?

A

La salida de potencia de la fem de una batería es P=𝓔I

-Si 𝓔 es negativo, se debe a que la corriente en realidad va del lado de mayor potencial de la batería al de menor potencial.
-Si P es negativo, significa que en la batería se está almacenando energía, y que se está recargando mediante otra fem

Nota: tambien se usa P=V*I

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15
Q

¿Y la potencia de salida debida a una resistencia?
(o en otros terminos, entregada a un resistor)

A

La potencia entregada a un resistor desde un circuito (ya sea solo, o dentro de una fem) es VI = (I^2)R

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16
Q

Nota: ¿cuando usamos una ecuacion de espira, y cuando una de union?, ¿que datos se usan en cada una?

A

Si necesitamos averiguar una fem, o una resistencia, necesitamos al menos una ecuacion de espiras, ya que esta es la suma de las diferencias de potencial: I*R

Si necesitamos la corriente en algun punto, entonces conviene la regla para las uniones, ya que esta se compone unicamente de la suma de las I

17
Q

Entonces, si con la formula, obtengo que la potencia de salida de una fuente es, por ejemplo, 60W, entonces ¿eso es lo que entrega al circuito?

A

No necesariamente! hay que tener en cuenta si esta fem posee una resistencia interna, y de ser asi, debemos restarle ese valor a los 60W.

Si fuera el caso de potencia entregada a una fem, TAMBIEN SE TIENE EN CUENTA LA RESISTENCIA INTERNA ya que esta provoca una disipacion de la corriente que ingresa

18
Q

Nota:

A

Si en un circuito una fem tiene potencia de salida neta 60W, otra fem absorve 55W, y su resistencia frena 5, entonces se dice que la fuente de potencia provee 60 watt de los cuales 55 se usan para cargar la otra fem, y 5 se disipan debido a la resistencia.
Luego si hubiera un foco tambien en el sistema, este disiparia corriente en funcion de su resistencia (para producir luz)

19
Q

Nota:

A

Ojo que en circuitos como puentes, donde es muy dificil trabajar resistores en serie y paralelo, para hallar la resistencia equivalente es muy util acordarse de su concepto: la resistencia equivalente es la resistencia de un resistor que bajo la misma diferencia de voltaje transporta una corriente I igual que el circuito original:
Se puede obtener con V/I (donde generalmente v es dada por la fem)

20
Q

¿Que pasa con la corrientr, la potencia y los voltajes cuando analizamos un circuito real, donde se carga un capacitor?

A

Las corrientes, los voltajes y las potencias cambian con el correr del tiempo

21
Q

¿Que es un circuito RC?

A

Un circuito que tiene un resistor y un capacitor conectados en serie, se llama circuito R-C

22
Q

Explicar a grandes rasgos como es el proceso de carga de un capacitor en un circuito RC, desde el momento en el que esta abierto hasta cuando “termina”

A

En un primer momento, como es de esperar, al no haber un circuito cerrado, no se establece ninguna corriente.

En el instante t=0 donde se cierra el circuito, se establece una diferencia de potencial, igual a la fem, en el resistor, y la corriente que pasa a traves del resistor comienza a trasladar carga al capacitor: esta corriente viene dada por la ley de Ohm (I=V/R)

Luego, como el capacitor se va cargando y sube su diferencia de potencial, por lo que cae la diferencia de potencial entre los extremos del resistor, y por ende tambien disminuye la corriente

Finalmente, el capacitor se cargo completamente, ahora su diferencia de potencial es igual a la de la fem, y por ende ya no hay ni diferencia de potencial, ni corriente a traves del resistor

23
Q

Nota:

A

Ojo que no se mezclen las formulas, para el resistor se usa ley de ohm y para el capacitor, la definicion de capacitancia
(tambien tener en cuenta que en la fem , en lugar de V se usa, justamente, la magnitud de la fem aportada

24
Q

¿Que pasaria con la corriente si no estuviera presente el capacitor?

A

La corriente sería constante e igual a a la fem sobre los distintos resistores (para entender, ver pagina 897, esto fue un intento de generalizar la idea a circuitos mas complejos)

25
Q

¿En que sentido depende la carga final del capacitor, de la resistencia que haya?

A

EN NADA! la resistencia lo unico que hace es dificultar el paso de la corriente, y por tanto, demora la carga, pero esto no implica que no se pueda cargar el capacitor hasta su maximo establecido.

26
Q

La corriente i (minuscula por ser variable), ¿es igual a la tasa de cambio de que con respecto a que?

A

i es igual a la tasa a la que la carga positiva llega a la placa del capacitor, por lo que i = dq/dt (la razon de cambio de la carga del capacitor con respecto al tiempo)

27
Q

Graficamente, como se ve la funcion de la corriente, y de la carga (del capacitor) con respecto al tiempo

A

La funcion de corriente respecto al tiempo, pasa de 0 a la corriente en t=0 de repente sobre el eje de las absisas, y luego comienza a caer, teniendo una asintota en el eje x (tiende a 0 con el tiempo)

La funcion de carga, comienza en el 0 y crece de manera exponencial hasta el punto Qf

28
Q

¿Como son las ecuaciones para corriente y carga del capacitor en un circuito RC cuando se esta cargando el capacitor?

A

q=Qf[1-e^(-t/RC)] Y i=Ie^(-t/RC)

29
Q

¿Cual es la relacion entre esas dos ecuaciones?, o en otros terminos, ¿como llego de la ecuacion de carga a la de corriente?

A

La corriente instantánea i tan sólo es la derivada con respecto al tiempo de la ecuacion para la carga Qf (ver foto que paso el manu) ya que como mencionamos, la corriente es la tasa de CARGA del capacitor con respecto al tiempo

30
Q

¿Que es la constante de tiempo, o tiempo de relajacion?

A

El producto RC es una medida de la rapidez con que se carga el capacitor: recibe el nombre de constante de tiempo, o tiempo de relajación del circuito y se denota como τ (mismo simbolo que torca)

31
Q

¿Que caracteristica presenta el circuito cuando el tiempo es igual a RC?

A

En ese momento, la corriente pasa a ser 1/e de la original, y la carga del capacitor aumenta a 1-(1/e) de la carga final Qf

32
Q

¿En que unidad se mide τ?

A

Se mide en segundo (ya que es ohm sobre farad)

33
Q

Si ahora quito la fuente de alimentacion y pongo un interruptor, ¿que va a pasar con la ecuacion de la ley de Kirchhoff (espiras)?, ¿como afecta esto a la ecuacion para la carga Q?

A

Ahora, esa ecuacion que se armo gracias a la segunda ley de Kirchhoff ya no va a tener el termino correspondiente a la fem, y esto va a repercutir en la ecuacion de Q, ya que ahora esta va a ser:
q=Q0*e^(-t/RC)]
Donde Q0 es la carga que tenia el capacitor ya cargado

34
Q

¿Y esto como repercute en la ecuacion de la corriente i?

A

Luego de las respectivas operaciones, se llega a la conclusion de que la ecuacion es LA MISMA que para la carga, pero ahora hay que tener en cuenta que la corriente va a ser negativa por estar saliendo carga del capacitor

35
Q

Nota:

A

En el instante inicial t=0, la corriente esta dada por i=Q/RC, que proviene de la combinar las ecuaciones I=V/R y V=Q/C

36
Q

¿Y que pasa con los graficos de carga y corriente en funcion del tiempo?

A

En el caso de la corriente, la grafica tiene la misma forma pero ahora esta al reves: damos vuelta completamente el eje y

Mientras que la curva de carga tambien tiene la misma forma, pero ahora se cambia el sentido en el que apunta “la panzita”

Nota: lo que pasa en la de corriente es que, como se meciono, es negativa, pero cada vez mas chica y cercana a 0