Tema 1

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1. Conceptos fundamentales
Índice
1. CONCEPTOS FUNDAMENTALES 1.1. Magnitudes
eléctricas y unidades 1.2. Componentes,
dispositivos y circuitos 1.3. Señales 1.4. Leyes
de Kirchhoff
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1. Conceptos fundamentales
1.1 Magnitudes eléctricas y unidades

• Magnitud es una propiedad medible de un objeto o
  suceso.
• Propiedad medible se le puede asignar un valor
  numérico basado en la experimentación.
• Ej. tiempo, masa, carga, corriente, tensión,
  potencia ...
• Valor de una magnitud es el producto de un valor
  numérico y de una unidad.Unidad es una cantidad
  conocida del mismo tipo que se toma como
  referencia.
• Ej. t 9,82 s q 7,5 µC i 3,6 mA v
  9 V p 60 W
• Magnitudes eléctricas fundamentales
• Carga, campo eléctrico, corriente, tensión,
  potencia ...

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1. Conceptos fundamentales
1.1 Magnitudes eléctricas y unidades

• Carga eléctrica
• Algunos objetos ejercen fuerzas a distancia sobre
  otros después de frotarlos. Se dice que están
  electrificados o cargados con electricidad
  (????????, elektron, ámbar en griego).
• Experimento al frotar un bolígrafo atrae
  pedacitos de papel.

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1. Conceptos fundamentales
1.1 Magnitudes eléctricas y unidades
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1. Conceptos fundamentales
1.1 Magnitudes eléctricas y unidades

• Existen dos clases de carga llamadas positiva ()
  y negativa (-).
• Experimento frotamos dos trozos de plástico y
  los acercamos.

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1. Conceptos fundamentales
1.1 Magnitudes eléctricas y unidades

• La relación cuantitativa que relaciona la fuerza,
  las cargas y la distancia se llama ley de Coulomb

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1. Conceptos fundamentales
1.1 Magnitudes eléctricas y unidades
Si hay N cargas podemos aplicar el principio de
superposición
........
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1. Conceptos fundamentales
1.1 Magnitudes eléctricas y unidades
Campo eléctrico

• El campo Ep es la fuerza por unidad de carga que
  actúa sobre qp.

• Suponemos que el campo eléctrico existe aunque no
  esté qp

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1. Conceptos fundamentales
1.1 Magnitudes eléctricas y unidades

• Tensión o diferencia de potencial
• La tensión eléctrica vAB en un punto A respecto a
  otro punto B es el trabajo por unidad de carga
  que hay que realizar para trasladar una carga de
  B a A.

Trabajo wAB que hay que realizar
wAB es independiente del camino
Voltio V
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1. Conceptos fundamentales
1.1 Magnitudes eléctricas y unidades

• Corriente
• Intensidad de corriente eléctrica es la carga
  eléctrica que pasa por unidad de tiempo a través
  de una sección.

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1. Conceptos fundamentales
1.1 Magnitudes eléctricas y unidades

• Potencia
• La potencia, p, que entrega una corriente al
  circular entre A y B es la energía que entrega
  por unidad de tiempo.

Energía que entrega (si wAB gt 0) o absorbe (si
wAB lt 0) la carga q al pasar de A a B

• En un circuito esta potencia es absorbida (si p gt
  0) o entregada (si p lt 0) por un elemento.

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1. Conceptos fundamentales
1.1 Magnitudes eléctricas y unidades
Unidades y símbolos
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1. Conceptos fundamentales
Índice
1. CONCEPTOS FUNDAMENTALES 1.1. Magnitudes
eléctricas y unidades 1.2. Componentes,
dispositivos y circuitos 1.3. Señales 1.4. Leyes
de Kirchhoff
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1. Conceptos fundamentales
1.2. Componentes, dispositivos y circuitos

• Introducción
• Ingeniería es la ciencia y el arte de aplicar los
  conocimientos científicos en beneficio de la
  humanidad.
• Ingeniería Electrónica es la ciencia y el arte
  de diseñar componentes y circuitos en beneficio
  de la humanidad.
• Componente o dispositivo es un objeto físico que
  presenta unas relaciones determinadas de tensión
  y corriente.
• Circuito es un sistema de componentes
  interconectados.
• Elemento de circuito es un modelo matemático
  sencillo que relaciona la corriente con la
  tensión. Un componente se modela mediante uno o
  varios elementos. Puede haber varios modelos
  diferentes del mismo componente.
• El modelo del circuito se obtiene sustituyendo
  los componentes por sus modelos.

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1. Conceptos fundamentales
1.2. Componentes, dispositivos y circuitos
Ejemplo
Modelos
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1. Conceptos fundamentales
1.2. Componentes, dispositivos y circuitos
Cómo se determina el modelo de un componente?
Como los instrumentos no son exactos en realidad
sólo se que la tensión de la pila está entre 9,04
V y 9,16 V
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1. Conceptos fundamentales
1.2. Componentes, dispositivos y circuitos
VR 9,10 V (calculado) VR 8,75 V (medido)
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1. Conceptos fundamentales
1.2. Componentes, dispositivos y circuitos

• Supongamos que añadiendo una resistencia podemos
  obtener un modelo más aproximado de la pila.

VF 9,10 V R 100 ? VR 8,75 V RF ?
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1. Conceptos fundamentales
1.2. Componentes, dispositivos y circuitos

• Conductor ideal
• Mantiene la misma tensión en todos sus puntos
  (resistencia 0).

v 0
Componente conductor real Se utiliza para
interconectar componentes
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1. Conceptos fundamentales
1.2. Componentes, dispositivos y circuitos

• Interruptor ideal
• Tiene dos estados abierto (OFF) y cerrado (ON)
• Cuando está abierto no puede circular corriente.
  Cuando está cerrado equivale a un conductor.

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1. Conceptos fundamentales
1.2. Componentes, dispositivos y circuitos

• Generador o fuente independiente de tensión ideal
• Mantiene entre sus terminales una tensión
  determinada independientemente de la corriente
  que la atraviesa.

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1. Conceptos fundamentales
1.2. Componentes, dispositivos y circuitos

• Generador o fuente independiente de corriente
  ideal
• Mantiene entre sus terminales una corriente
  determinada independientemente de la tensión
  entre ellos.

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1. Conceptos fundamentales
Índice
1. CONCEPTOS FUNDAMENTALES 1.1. Magnitudes
eléctricas y unidades 1.2. Componentes,
dispositivos y circuitos 1.3. Señales 1.4. Leyes
de Kirchhoff
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1. Conceptos fundamentales
1.3. Señales

• Introducción
• Una señal es una magnitud física cuyo valor
  contiene información.
• Los circuitos electrónicos procesan señales
  eléctricas (tensión o corriente). Si la señal no
  es eléctrica se convierte en eléctrica mediante
  un sensor. Después de procesada puede convertirse
  otra vez en una señal no eléctrica mediante un
  actuador.

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1. Conceptos fundamentales
1.3. Señales
Ejemplo señal eléctrica del corazón (ECG)

• Ruido es toda señal no deseada que enmascara la
  información.

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1. Conceptos fundamentales
1.3. Señales
Ejemplo señal de voz
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1. Conceptos fundamentales
1.3. Señales
Señal escalón
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1. Conceptos fundamentales
1.3. Señales
Señal pulso
Señal rampa
Rampa de pendiente unidad
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1. Conceptos fundamentales
1.3. Señales
Señal exponencial
? constante de tiempo
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1. Conceptos fundamentales
1.3. Señales
Señal sinusoidal

• Sumando sinusoides de diferentes frecuencias se
  puede aproximar cualquier señal (análisis de
  Fourier)

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1. Conceptos fundamentales
1.3. Señales
Valor medio y valor eficaz
T intervalo de tiempo en el que se calcula el
valor medio o eficaz. En las señales periódicas T
es el el periodo.
Ejemplo señal sinusoidal
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1. Conceptos fundamentales
Índice
1. CONCEPTOS FUNDAMENTALES 1.1. Magnitudes
eléctricas y unidades 1.2. Componentes,
dispositivos y circuitos 1.3. Señales 1.4. Leyes
de Kirchhoff
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1. Conceptos fundamentales
1.4. Leyes de Kirchhoff

• Leyes de Kirchhoff
• Son la aplicación a circuitos de los principios
  de conservación de la carga y de la energía.
• Nudo es el punto de interconexión de dos o más
  componentes.
• Malla es todo camino cerrado que contiene dos o
  más nudos.
• Mediante la aplicación de las leyes de Kirchhoff
  y las relaciones corriente-tensión de los
  elementos se puede analizar cualquier circuito.

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1. Conceptos fundamentales
1.4. Leyes de Kirchhoff

• Ley de Kirchhoff de corrientes (KCL)
• La suma de corrientes que entran en una
  superficie cerrada es igual a la suma de
  corrientes que salen (conservación de la carga).

iBiA
iEiDiC
iAiCiDiBiE
iR0
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1. Conceptos fundamentales
1.4. Leyes de Kirchhoff

• Ley de Kirchhoff de tensiones (KVL)
• La suma algebraica de diferencias de tensión a lo
  largo de una malla es nula (conservación de la
  energía).

-vC - vD 0
vD vE 0
vA - vB 0
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1. Conceptos fundamentales
1.4. Leyes de Kirchhoff

• Nudo de referencia
• Es el nudo al que se asigna arbitrariamente una
  tensión de 0 V. Se suele escoger el nudo que
  tiene más elementos conectados. También recibe el
  nombre de masa del circuito y se identifica por
  alguno de los siguientes símbolos

• Para simplificar se pone el símbolo de masa en
  todos los terminales que están a 0 V y no se
  dibuja el conductor de masa.