Ciruitos

Circuitos

Un circuito es una red eléctrica (interconexión de dos o más componentes, tales como resistencias,inductores, condensadores, fuentes, interruptores y semiconductores) que contiene al menos una trayectoria cerrada. Los circuitos que contienen solo fuentes, componentes lineales (resistores, condensadores, inductores) y elementos de distribución lineales (líneas de transmisión o cables) pueden analizarse por métodos algebraicos para determinar su comportamiento en corriente directa o en corriente alterna. Un circuito que tiene componentes electrónicos es denominado un circuito electrónico. Estas redes son generalmente no lineales y requieren diseños y herramientas de análisis mucho más complejos.

• Componente: Un dispositivo con dos o más terminales en el que puede fluir interiormente una carga. En la figura 1 se ven 9 componentes entre resistores y fuentes.

• Nodo: Punto de un circuito donde concurren más de dos conductores. A, B, D, E son nodos. Nótese que C no es considerado como un nuevo nodo, puesto que se puede considerar como un mismo nodo en A, ya que entre ellos no existe diferencia de potencial o tener tensión 0 (V_A - V_C = 0).

• Rama: Conjunto de todos los elementos de un circuito comprendidos entre dos nodos consecutivos. En la figura 1 se hallan siete ramales: AB por la fuente, BC por R1, AD, AE, BD, BE y DE. Obviamente, por un ramal sólo puede circular una corriente.

• Malla: Cualquier camino cerrado en un circuito eléctrico.

• Fuente: Componente que se encarga de transformar algún tipo de energía en energía eléctrica. En el circuito de la figura 1 hay tres fuentes: una de intensidad, I, y dos de tensión, E1 y E2.

• Conductor: Comúnmente llamado cable; es un hilo de resistencia despreciable (idealmente cero) que une los elementos para formar el circuito.

Los circuitos eléctricos se clasifican de la siguiente forma:

Existen unas leyes fundamentales que rigen en cualquier circuito eléctrico. Estas son:

• Ley de corriente de Kirchhoff: La suma de las corrientes que entran por un nodo debe ser igual a la suma de las corrientes que salen por ese nodo.

• Ley de tensiones de Kirchhoff: La suma de las tensiones en un lazo debe ser 0.

• Ley de Ohm: La tensión en una resistencia es igual al producto del valor de dicha resistencia por la corriente que fluye a través de ella.

• Teorema de Norton: Cualquier red que tenga una fuente de tensión o de corriente y al menos una resistencia es equivalente a una fuente ideal de corriente en paralelo con una resistencia.

• Teorema de Thévenin: Cualquier red que tenga una fuente de tensión o de corriente y al menos una resistencia es equivalente a una fuente ideal de tensión en serie con una resistencia.

Si el circuito eléctrico tiene componentes no lineales y reactivos, pueden necesitarse otras leyes mucho más complejas. Al aplicar estas leyes o teoremas se producirá un sistema de ecuaciones lineales que pueden ser resueltas manualmente o por computadora.

Para diseñar cualquier circuito eléctrico, ya sea analógico o digital, los ingenieros electricistas deben ser capaces de predecir las tensiones y corrientes de todo el circuito. Los circuitos lineales, es decir, circuitos con la misma frecuencia de entrada y salida, pueden analizarse a mano usando la teoría de los números complejos. Otros circuitos sólo pueden analizarse con programas informáticosespecializados o con técnicas de estimación como el método de linealización.Los programas informáticos de simulación de circuitos, como SPICE, y lenguajes como VHDL yVerilog, permiten a los ingenieros diseñar circuitos sin el tiempo, costo y riesgo que tiene el construir un circuito prototipo.Pueden necesitarse otras leyes más complejas si el circuito contiene componentes no lineales y reactivos. Aplicar estas leyes produce un sistema de ecuaciones que puede ser resuelto ya sea de forma algebraica o numérica.