ANALISIS DE CIRCUITOS

El análisis de un circuito consiste en determinar las corrientes que circulan por una rama, también la tensión que existe en cada punto .

El Análisis de un circuito constituye el primer paso hacia el diseño de cualquier dispositivo basado en la electrónica analógica.

Antes de describir los principales metodos existentes para el análisis debemos mensionar las partes de uno de ellos, se compone por las siguientes partes.

RAMAS
Por donde circula corriente en un solo sentido, y no confluye ningún otro elemento que pueda absorber corriente. Un símil puede ser una tubería. La cantidad de agua que pasa a travéz de la tuberia seria la intensidad eléctrica. Por definición, la corriente eléctrica que circula por una rama de un circuito sea el punto que sea de la rama, siempre es la misma, en cambio la tensión en bornes, está condicionada a la ley de Ohm.

MALLA
La malla es un conjunto cerrado de ramas. Las mallas formaran parte fundamental dentro de las técnicas de análisis de un circuito.

NUDO
Un nudo es un punto en el que confluyen tres o mas ramas. El concepto más importante a recordar es que el balance de todas las intensidades correspondientes a la rama que desembocanen un nudo es cero.

- Los nudos: B, D, E y F
- Las ramas: FAB, BCD, DE, FE, BE y FGHD.
- Se han dibujado las mallas 1, 2 y 3 de las siete posibles, que son las que no se pueden subdividir en otros circuitos cerrados.




ASOCIACION DE ELEMENTOS EN UN CIRCUITO
Es importante describir los sistemas que existen para asociar componentes dentro de un circuito. Esta asociación puede ser en serie o en paralelo , y combinados formando así asociaciones complejas para cumplir otras determinadas funciones.

CIRCUITOS EN SERIE
La asociación en serie consiste en situar un elemento detras de otro, dentro de una misma rama. Una rama compuesta por elementos asociados en serie dispone de un conjunto de propiedades que se resumen en las siguientes:

- La corriente que atraviesan todos los elementos de la la rama es la misma.
- La tensión total que existe entre los dos extremos, inicial y final de la rama, es equivalente a las tensiones parciales existentes en los en los extremos de cada uno de los elementos que forman la rama.



CIRCUITOS EN PARALELO
La asociación de elementos en paralelo consiste en partir de una rqama que contiene un determinado elemento y situar entre ambos extremos de la rama más elementos, todos ellos conectados a los extremos principales de la rama. Al igual que sucede en las ramas con elementos asociados en serie, una rama compuesta por elementos asociados en paralelo disponen de detrminados principios.

- La corriente que atraviesa cada elemento de la asociación en paralelo de la rama es distinta.
- La tensión total existente entre los dos extremos inicial y final de la rama es única.



El análisis de un circuito consiste en determinar las corrientes que circular por cada rama, así como las tensiones que existen en cada punto del circuito. Con estos datos seria pñosible hallar otroas datos derivados de estos, como podria ser la potencia disipada de los resistores, etc.

LEY DE OHM

Tenemos que tener en cuenta que la resistencia no es sólo una unidad de medida sino que también dispone de una simbología eléctrica, representada por el (Ω). Esta magnitud eléctricafue formulada incialmente por Georg Simon Ohm, que fue el descubridor de la ley en mensión.

Si existe una ley que encierra el comportamiento de todos los circuitos eléctricos y electrónicos es la ley de Ohm. Esta ley relaciona el voltaje, la resistencia y la intensidad, mediante una sencilla expresión matemática.

Ejemplos:

1.- Conectamos una batería que da 12V de diferencia de potencial entre los extremos de un circuito. La resistencia total del circuito es de 100 Ω. ¿Cuál es la intensidad de corriente que circula por dicho circuito?
* Solución:

V = 12V
I = ¿?
R = 100 Ω
Cálculo: I = V / R → I = 12 / 100 = 0,12

2.-Por un circuito pasa una corriente de 0,1 A. Si la resistencia total del circuito es de 50 Ω, ¿cuál es la diferencia de potencial entre los extremos del circuito?
* Solución:

V = ¿?
I = 0,1 A
R = 50 Ω
Cálculo: V = R · I → V = 50 · 0,1 = 5 V

Electricidad

La Electricidad
Elemento clave para comprender todo concepto de la electrónica y en consecuencia tanto de la analógica, como de la digital. Para comprenderlo, explicare como se encuentra estructurada la materia, este material se compone de una serie de átomos que son los responsables de las propiedades de este conductor, tales como ópticas, físicas, eléctricas, y magnéticas, cada átomo se compone de un núcleo compuesto por protones y neutrones, alrededor del cual giran los electrones en orbitas dispuestas siguiendo complejas leyes cuánticas. En función del elemento varia el número de electrones que giran alrededor del núcleo al igual que el número de capas electrónicas dispuestas en dicha orbita.

Los electrones son partículas con carga eléctrica y serán los responsables directos de la corriente eléctrica. La electricidad surge como un desplazamiento de estos electrones, poseedores de carga eléctrica, a través de diferentes átomos, forzado por un campo eléctrico que los desplaza. La electricidad es por tanto, un desplazamiento de carga eléctrica.

Medición del desplazamiento de carga
La carga eléctrica se mide en Culombios, teniendo en cuenta que la carga eléctrica del electron es de 1,6 x 10 ˉ19 , O 0,00000000000000000016 Culombios, tenemos que averiguar el numero de electrones que se desplazan para saber finalmente cuan es la carga eléctrica total en movimiento. Ahora en cuanto tiempo se desplaza toda esa carga, no es lo mismo decir 100.000 electrones se desplazan en un segundo que en una hora.

Para diferenciarlo se aparece en escena el concepto de Intensidad eléctrica (I)

Intensidad (I)
Es la relación de la carga eléctrica que se desplaza por un conductor y el tiempo empleado en ese desplazamiento la unidad es el Amperio que es la intensidad eléctrica creada al pasar un Culombio en el tiempo de un segundo, por un determinado conductor o sea 6,2 trillones de electrones por segundo.

Voltaje (V) TENSIÓN o DIFERENCIA DE POTENCIAL
Cuando existe una corriente eléctrica, existe un campo eléctrico que fuerza la salida de esos electrones de sus orbitas, nos referimos al Voltaje.

Es la presión que ejerce una fuente de suministro de energía eléctrica o fuerza electromotriz (FEM) sobre las cargas eléctricas o electrones en un circuito eléctrico cerrado, para que se establezca el flujo de una corriente eléctrica. A mayor diferencia de potencial o presión que ejerza una fuente de FEM sobre las cargas eléctricas o electrones contenidos en un conductor, mayor será el voltaje o tensión existente en el circuito al que corresponda ese conductor.

Resistencia (R)
Resistencia eléctrica es toda oposición que encuentra la corriente a su paso por un circuito eléctrico cerrado, atenuando o frenando el libre flujo de circulación de las cargas eléctricas o electrones. Cualquier dispositivo o consumidor conectado a un circuito eléctrico representa en sí una carga, resistencia u obstáculo para la circulación de la corriente eléctrica.

A.- Electrones fluyendo por un buen conductor eléctrico, que ofrece baja resistencia. B.- Electrones fluyendo por un mal conductor. eléctrico, que ofrece alta resistencia a su paso. En ese caso los electrones chocan unos contra otros al no poder circular libremente y, como consecuencia, generan calor.


Normalmente los electrones tratan de circular por el circuito eléctrico de una forma más o menos organizada, de acuerdo con la resistencia que encuentren a su paso. Mientras menor sea esa resistencia, mayor será el orden existente en el micromundo de los electrones; pero cuando la resistencia es elevada, comienzan a chocar unos con otros y a liberar energía en forma de calor. Esa situación hace que siempre se eleve algo la temperatura del conductor y que, además, adquiera valores más altos en el punto donde los electrones encuentren una mayor resistencia a su paso.

ELECTRONICA

Electrónica
Tiene relación al campo de la ingeniería y de la física aplicada relativo al diseño y aplicación de dispositivos, por lo general circuitos electrónicos, cuyo funcionamiento depende del flujo de electrones para la generación, transmisión, recepción y almacenamiento de información.

Antecedente histórico
La introducción de los tubos de vacío a comienzos del siglo XX propició el rápido crecimiento de la electrónica moderna. Con estos dispositivos se hizo posible la manipulación de señales, algo que no podía realizarse en los antiguos circuitos telegráficos y telefónicos, ni con los primeros transmisores que utilizaban chispas de alta tensión para generar ondas de radio. Por ejemplo, con los tubos de vacío pudieron amplificarse las señales de radio y de sonido débiles, y además podían superponerse señales de sonido a las ondas de radio. El desarrollo de una amplia variedad de tubos, diseñados para funciones especializadas, posibilitó el rápido avance de la tecnología de comunicación radial antes de la II Guerra Mundial, y el desarrollo de las primeras computadoras, durante la guerra y poco después de ella.
Hoy en día pocas cosas se han hecho prescindibles en la vida diaria, como por ejemplo, los teléfonos celulares, computadores, video juegos, etc.

Electrónica Analógica
Principio
La Electrónica Analógica es la base para cualquier circuito. Desde un circuito a base de resistencias, condensadores y bobinas, hasta el mas sofisticado circuito a base de procesadores digitales. Por ello no es posible aislar la electrónica analógica de los avances tecnológicos en cuanto a electrónica se refiere. La electrónica analógica es la base de todo circuito que opera en la actualidad, ya sea analógico o digital.

En este curso se intentara desmitificar algunos temas como por ejemplo, cuando hablamos de circuitos integrados automáticamente se asocia a circuitos digitales, existe un amplio sector de la industria microelectrónica que se dedica a la producción de circuitos integrados analógicos como por ejemplo, módulos de amplificación etc. Basados en encapsulados DIL (Dual In Line).

¿Dónde parte la electrónica?
Todo parte en los principios de la electricidad, todo dispositivo electrónico, ya sea de alta o baja frecuencia, analógico o digital, esta sometido a las leyes de la electricidad. Por lo tanto, todo aquel usuario que intente comprender los principios básicos de la electrónica debe poseer unas bases de la teoría eléctrica, que además le permitirán desenvolverse con una mayor soltura en aquellos problemas que aparezcan del día a día.
Cualquier elemento conductor de los empleados habitualmente en electrónica, se componen a nivel microscópico, de átomos, que a su vez están compuestos por un núcleo y los correspondientes electrones que giran a su alrededor. Serán estos electrones los responsables de la existencia de la corriente eléctrica.