- ¿Qué es DC?
- ¿Qué es actual?
- ¿Qué es el voltaje?
- ¿Qué es la Resistencia?
- Ley de Ohm y relación VI:
- ¿Qué es el poder?
- Concepto de flujo de electrones
- Ejemplos prácticos
¿Qué es DC?
En la escuela primaria, aprendimos que todo está hecho por átomos. Este es un producto de tres partículas: electrones, protones y neutrones. Como sugiere el nombre, el neutrón no tiene carga, mientras que los protones son positivos y los electrones son negativos.
En el átomo, los electrones, los protones y los neutrones permanecen juntos en una formación estable, pero si por algún proceso externo los electrones se separan de los átomos, siempre querrán asentarse en la posición anterior, por lo que crearán atracción hacia los protones. Si usamos estos electrones libres y los empujamos dentro de un conductor que forma un circuito, la atracción de potencial produce la diferencia de potencial.
Si el flujo de electrones no cambia su trayectoria y está en flujos o movimientos unidireccionales dentro de un circuito, se llama CC o corriente continua. El voltaje CC es la fuente de voltaje constante.
En el caso de la corriente continua, la polaridad nunca se invertirá ni cambiará con respecto al tiempo, mientras que el flujo de corriente puede variar con el tiempo.
Como en realidad, no existe una condición perfecta. En el caso del circuito donde fluyen electrones libres, también es cierto. Esos electrones libres no fluyen de forma independiente, ya que los materiales conductores no son perfectos para permitir que los electrones fluyan libremente. Se opone al flujo de electrones mediante una cierta regla de restricciones. Para este problema, cada circuito electrónico / eléctrico consta de tres cantidades individuales básicas que se denominan VI R.
- Voltaje (v)
- Actual (I)
- Y resistencia (R)
Estas tres cosas son las cantidades fundamentales básicas que aparecen casi en todos los casos cuando vemos o describimos algo o hacemos algo que está relacionado con la Electricidad o la Electrónica. Ambos están bien relacionados, pero han denotado tres cosas distintas en Electrónica o Fundamentos eléctricos.
¿Qué es actual?
Como se indicó anteriormente, los electrones separados libres fluyen dentro del circuito; este flujo de electrones (carga) se llama Corriente. Cuando una fuente de voltaje se aplica a través de un circuito, las partículas de carga negativa fluyen continuamente a una tasa uniforme. Esta corriente se mide en amperios según la unidad SI y se denota como I o i. Según esta unidad, 1 amperio es la cantidad de electricidad transportada en 1 segundo. La unidad base de carga es el culombio.
1A es 1 culombio de carga transportada en un circuito o conductor en 1 segundo. Entonces la fórmula es
1A = 1 C / S
Donde, C se denota como culombio y S es el segundo.
En un escenario práctico, los electrones fluyen desde la fuente negativa a la fuente positiva de la fuente de alimentación, pero para una mejor comprensión relacionada con el circuito, el flujo de corriente convencional supone que la corriente fluye desde el terminal positivo al negativo.
En algunos diagramas de circuitos, a menudo veremos que pocas flechas con I o i indican el flujo de corrientes, que es el flujo de corriente convencional. Veremos el uso de la corriente en el tablero de interruptores de pared como “Máximo 10 amperios nominal” o en el cargador del teléfono “la corriente máxima de carga es 1 amperio ”, etc.
La corriente también se usa como prefijo con submúltiplos como Kilo amperios (10 3 V), miliamperios (10-3 A), microamperios (10-6 A), nanoamperios (10-9 A), etc.
¿Qué es el voltaje?
El voltaje es la diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito. Notifica la energía potencial almacenada como carga eléctrica en un punto de suministro eléctrico. Podemos denotar o medir la diferencia de voltaje entre dos puntos cualesquiera en los nodos del circuito, la unión, etc.
La diferencia entre dos puntos se llama diferencia de potencial o caída de voltaje.
Esta caída de voltaje o diferencia de potencial se mide en voltios con el símbolo de V o v. Más voltaje indica más capacidad y más retenciones en la carga.
Como se describió anteriormente, la fuente de voltaje constante se denomina voltaje de CC. Si el voltaje cambia periódicamente con el tiempo, es un voltaje de CA o corriente alterna.
Un voltio es, por definición, el consumo de energía de un julio por carga eléctrica de un culombio. La relación es como se describe
V = Energía potencial / carga o 1V = 1 J / C
Donde, J se denota como Joule y C es coulomb.
Una caída de voltaje de un voltio ocurre cuando una corriente de 1 amperio fluye a través de una resistencia de 1 ohmio.
1V = 1A / 1R
Donde A es Ampere y R es resistencia en ohmios.
Voltaje también se utiliza como un prefijo con submúltiplo como Kilovolt (10 3 V), milivolt (10 -3 V), micro-voltios (10 -6 V), nano-voltios (10 -9 V) etc. tensión es también denotado como voltaje negativo y voltaje positivo.
El voltaje de CA se encuentra comúnmente en los tomacorrientes domésticos. En la India es de 220 V CA, en EE. UU. Es de 110 V CA, etc. Podemos obtener voltaje CC convirtiendo este CA en CC o de baterías, paneles solares, varias unidades de suministro de energía y cargadores de teléfonos. También podemos convertir CC a CA utilizando inversores.
Es muy importante recordar que el voltaje puede existir sin corriente, ya que es la diferencia de voltaje entre dos puntos o la diferencia de potencial, pero la corriente no puede fluir sin ninguna diferencia de voltaje entre dos puntos.
¿Qué es la Resistencia?
Como en este mundo, nada es ideal, todo material tiene cierta especificación para resistir el flujo de electrones al pasar de él. La capacidad de resistir de un material es su resistencia que se mide en ohmios (Ω) u omega. Igual que la Corriente y el voltaje, la resistencia también tiene un prefijo para submúltiplos como Kilo-ohmios (10 3 Ω), mili-ohmios (10-3 Ω), mega-ohmios (10 6 Ω), etc. No se puede medir la resistencia en negativo; es solo un valor positivo.
La resistencia notifica si el material por el que pasa la corriente es un buen conductor significa baja resistencia o un mal conductor significa alta resistencia. 1 Ω es una resistencia muy baja en comparación con 1M Ω.
Entonces, hay materiales que tienen muy baja resistencia y son buenos conductores de la electricidad. Por ejemplo, cobre, oro, plata, aluminio, etc. Por otro lado, hay varios materiales que tienen una resistencia muy alta, por lo tanto, un mal conductor de la electricidad, como el vidrio, la madera, el plástico, y debido a la alta resistencia y la mala capacidad de conducción de la electricidad, se utilizan principalmente para fines de aislamiento como aislante.
Además, los tipos especiales de materiales se utilizan ampliamente en electrónica por sus capacidades especiales para conducir electricidad entre conductores malos y buenos. Son semiconductores, el nombre implica su naturaleza, semiconductor. Los transistores, diodos, circuitos integrados se fabrican mediante semiconductores. El germanio y el silicio son materiales semiconductores ampliamente utilizados en este segmento.
Como se discutió antes, la resistencia no puede ser negativa. Pero la resistencia tiene dos segmentos particulares, uno está en un segmento lineal y el otro está en un segmento que no es de línea. Podemos aplicar cálculos matemáticos específicos relacionados con los límites para calcular la capacidad de resistencia de esta resistencia lineal, por otro lado, la resistencia segmentada no lineal no tiene una definición adecuada o relaciones entre el voltaje y el flujo de corriente entre estas resistencias.
Ley de Ohm y relación VI:
Georg Simon Ohm, también conocido como Georg Ohm, es un físico alemán que encontró una relación proporcional entre la caída de voltaje, la resistencia y la corriente. Esta relación se conoce como Ley de Ohm.
En su hallazgo, se afirma que la corriente que pasa por un conductor es directamente proporcional al voltaje que lo atraviesa. Si convertimos este hallazgo en una formación matemática, veremos que
Corriente (amperio) = voltaje / resistencia I (amperio) = V / R
Si conocemos alguno de los dos valores de esas tres entidades, podemos encontrar el tercero.
De la fórmula anterior, encontraremos las tres entidades, y la fórmula será: -
|
voltaje |
V = yo x R |
La salida será voltaje en voltios (V) |
|
Actual |
Yo = V / R |
La salida será la corriente en amperios (A) |
|
Resistencia |
R = V / I |
La salida será la resistencia en ohmios (Ω) |
Veamos la diferencia de estos tres usando un circuito donde la carga es la resistencia y el amperímetro se usa para medir la corriente y el voltímetro se usa para medir el voltaje.
En la imagen de arriba, un amperímetro conectado en serie y que proporciona la corriente a la carga resistiva, por otro lado, un voltímetro conectado a través de la fuente para medir el voltaje.
Es importante recordar que un amperímetro debe tener una resistencia 0, ya que se supone que debe proporcionar una resistencia 0 a la corriente que fluye a través de él, y para que esto suceda, un amperímetro ideal de 0 ohmios está conectado en serie, pero como el voltaje es la diferencia de potencial. de dos nodos, el voltímetro está conectado en paralelo.
Si cambiamos la corriente de la fuente de voltaje o el voltaje de la fuente de voltaje o la resistencia de carga a través de la fuente linealmente y luego medimos las unidades, obtendremos el siguiente resultado:
En este gráfico, si R = 1, la corriente y el voltaje aumentarán proporcionalmente. V = I x 1 o V = I. entonces, si la resistencia es fija, el voltaje aumentará con la corriente o viceversa.
¿Qué es el poder?
La energía se crea o se consume, en un circuito electrónico o eléctrico, la potencia nominal se usa para proporcionar información sobre cuánta energía consume el circuito para producir una salida adecuada.
Según la regla de la naturaleza, la energía no se puede destruir, pero se puede transferir, como la energía eléctrica convertida en energía mecánica cuando la electricidad se aplica a través de un motor, o la energía eléctrica se convierte en calor cuando se aplica en un calentador. Por lo tanto, un calentador necesita energía, que es potencia, para proporcionar una disipación de calor adecuada, esa potencia es la potencia nominal del calentador a la salida máxima.
La potencia se denota con el símbolo de W y se mide en WATT.
La potencia es el valor multiplicado del voltaje y la corriente. Entonces, P = V x yo
Donde, P es la potencia en vatios, V es el voltaje e I es el amperio o flujo de corriente.
También tiene subprefijos como Kilo-Watt (10 3 W), mili-Watt (10-3 W), mega-Watt (10 6 W), etc.
Como la ley de Ohm V = I x R y la ley de potencia es P = V x I, entonces podemos poner el valor de V en la ley de potencia usando la fórmula V = I x R. Entonces la ley de potencia será
P = I * R * I o P = I 2 R
Al ordenar lo mismo podemos encontrar al menos una cosa cuando otra no está disponible, las fórmulas se reorganizan en la siguiente matriz:
Entonces cada segmento consta de tres fórmulas. En cualquiera de los casos, si la resistencia se convierte en 0, la corriente será infinita, se denomina condición de cortocircuito. Si el voltaje se convirtió en 0, entonces la corriente no existe y el vataje será 0, si la corriente se convirtió en 0, entonces el circuito está en condición de circuito abierto donde el voltaje está presente pero no la corriente, por lo que nuevamente el vataje será 0, si el vataje es 0 entonces los circuitos no consumirán ni producirán energía.
Concepto de flujo de electrones
La corriente fluye por atracciones de carga. En realidad, como los electrones son partículas negativas y fluyen desde el terminal negativo al terminal positivo de la fuente de energía. Entonces, en los circuitos reales, la corriente de electrones fluye desde el terminal negativo al terminal positivo, pero en el flujo de corriente convencional, como describimos antes, asumimos que la corriente fluye desde el terminal positivo al negativo. En la siguiente imagen entenderemos el flujo de corriente con mucha facilidad.
Cualquiera que sea la dirección, no tiene ningún efecto en el flujo de corriente dentro de un circuito. Es más fácil entender el flujo de corriente convencional de positivo a negativo. El flujo de corriente de una sola dirección es CC o corriente continua y que alterna su dirección se llama Corriente Alterna o CA.
Ejemplos prácticos
Veamos dos ejemplos para entender mejor las cosas.
1. En este circuito, se conecta una fuente de 12V CC a través de una carga de 2Ω, ¿calcule el consumo de energía del circuito?
En este circuito, la resistencia total es la resistencia de carga, por lo que R = 2 y el suministro de voltaje de entrada es de 12V CC, por lo que V = 12V. El flujo de corriente en el circuito será
I = V / R I = 12/2 = 6 Amperios
Como potencia (W) = voltaje (V) x amperio (A), la potencia total será 12 x 6 = 72 vatios.
También podemos calcular el valor sin amperios.
Potencia (W) = Potencia = Voltaje 2 / Resistencia Potencia = 12 2 /2 = 12 * 12/2 = 72 vatios
Cualquiera que sea la fórmula que se utilice, el resultado será el mismo.
2. En este circuito, el consumo total de energía a través de la carga es de 30 Watt, si conectamos una fuente de 15 VCC, ¿cuánta corriente se requiere?
En este circuito se desconoce la resistencia total. El voltaje de suministro de entrada es de 15 V CC, por lo que V = 15 V CC y la potencia que fluye a través de los circuitos es 30 W, por lo tanto, P = 30 W. El flujo de corriente en el circuito será
I = P / VI = 30/15 2 amperios
Entonces, para encender los circuitos a 30 W, necesitamos una fuente de alimentación de 15 V CC que sea capaz de entregar 2 amperios de corriente CC o más, ya que los circuitos requieren 2 amperios de corriente.