Definiciones Básicas parte 2.

LEYES DE KIRCHHOFF O DE CIRCUITOS

Son dos leyes que se basan en la conservación de la energía y la carga en los circuitos eléctricos.

Ley de corrientes: Las corrientes que entran a cualquier región de un circuito son iguales a las corrientes que salen de esa misma región. Entran las que tienen flechas señalando la porción y aquellas que salen tienen flechas que señalan hacia afuera de la porción.

Ley de voltajes: En toda trayectoria cerrada los voltajes recorridos de - a + 

se denominan subidas de voltaje. Suman lo mismo que los voltajes recorridos de + a - que se llaman caídas de voltaje.

Definiciones Básicas Parte 1

MATERIA Y ENERGÍA

La materia y energía son términos equivalentes, sin embargo la materia es la que posee energía. Es decir que la materia es todo aquello que tiene masa, ocupa un lugar en el espacio y sufre transformaciones que generan energía gracias a la dinámica de la atmósfera terrestre y la evolución del universo.

MASA

Es una cantidad de materia que posee un cuerpo y se expresa en términos de energía. También es una propiedad física que permite la atracción de los cuerpos relacionada con la fuerza de la gravedad que es un de las interacciones fundamentales de las fuerza más importantes. La masa se relaciona con la energía con la ecuación de Einstein:

 

donde la letra c es la velocidad de la luz que equivale a 299792458 m/s. Y la fuerza de gravedad se puede entender por medio del siguiente esquema y la ecuación

Donde la G equivale a 6,67384 N.m2/ kg2

También es importante señalar que gracias a la Materia y Energía existen otras definiciones importantes relacionadas con circuitos, con el fin de entender el comportamiento de las partículas al estar sometidas en un circuito y entender su función en ese proceso.

• Fuerza Eléctrica: Los términos de partícula  y carga están íntimamente relacionados, por lo tanto las partículas cargadas poseen energía positiva y negativa. Al acercarlas ellas poseen una fuerza eléctrica que permiten que se atraigan o se repelen. Para que se atraigan las partículas deben ser de diferente signo ( +, - ) y para que se repelan deben ser de igual signo ( +,+; -,-) como se muestra en la siguiente figura.

La fuerza eléctrica se puede representar por medio del modelo matemático de Coulomb, donde la K=C^2x10-7 denominada constante de Coulomb y se expresa con las unidades Nm^2/C^2

• Conductores Eléctricos: Conjunto de partículas que permiten el movimiento entre ellas mismas. Los materiales conductores se caracterizan por liberar sus electrones con mayor facilidad con el fin de que fluya la corriente eléctrica a través de ellos. Se puede entender por el esquema siguiente:

• Corriente Eléctrica: Movimiento o flujo de las partículas cargadas hacia cualquier polo negativo o positivo. Se puede decir que ambos polos por el hecho de que la corriente se puede mover de manera real o ideal. La primera es que los electrones se dirigen hacia los protones y la segunda es que los protones se dirigen hacia los electrones. La segunda es la que actualmente esta establecida y conocida por todo el mundo por el simple hecho de no cambiar fórmulas para su comprensión. Las unidades de la corriente eléctrica es en Amperios y pueden tener valores numéricos positivos y negativos, al ser positivo indica que la corriente fluye de manera real y negativo en sentido contrario.

       Un amperio es equivalente a tener un Coulomb sobre un segundo.

• Energía: La energía es la que tiene las partículas cargadas. Por ejemplo en la estufa eléctrica es necesario mucha energía para poder calentar el fogón, por lo tanto al pasar la carga con bastante energía vuelve a salir la misma partícula pero con menos energía y es por eso que en la factura de servicios públicos se cuenta la cantidad de energía consumida/hora. Ahora en circuitos nos interesa como es el movimiento de tales partículas.

• Voltaje: Es la energía transportada por las cargas dividida por la cantidad de carga.

Un voltio es equivalente a tener un joule sobre un coulomb.

En circuitos se trabaja con el concepto de diferencias de voltaje entre dos puntos o regiones y sin embargo la sociedad lo conoce como el simple término de voltaje. El voltaje en un dispositivo es la diferencia de voltajes en los terminales del dispositivo. Se puede representar con la letra minúscula v y se le añade una polaridad absolutamente obligatoria.

La energía se convierte en fotones, lo que significa que la energía se pierde al ser de baja frecuencia pues se produce calor, de mediana frecuencia produce luz y de alta frecuencia microondas.

• Dispositivo en circuitos: Es cualquier elemento o estructura con dos conductores que llamamos terminales. Se puede representar  de manera simbólica así:

Para algunos dispositivos es importante respetar la polaridad, pues el terminal de entrada positiva es donde las partículas cargadas entran con mucha energía y el terminal de salida es donde las cargas deben salir pero con poca energía. Entre esos dispositivos se encuentra por ejemplo los condensadores electrolíticos y para los que nos son necesarios respetar la polaridad son por ejemplo las resistencia de uso electrónico o también las baterías de los celulares al estar en frecuente uso o cargándose.

• Potencia: Es el consumo o suministro de energía en un dispositivo en Joules por segundo y sus unidades son en watios.

En un dispositivo eléctrico la potencia es producto del voltaje por la corriente. Y se expresa de la siguiente manera:

TABLA DE LOS DISPOSITIVOS ELÉCTRICOS BÁSICOS