Circuitos eléctricos y electrónicos: análisis y componentes
Este bloque comprueba el análisis de circuitos de continua y alterna con las leyes fundamentales, el uso de equivalentes y el reconocimiento de componentes electrónicos básicos y su función.
Corriente continua
- Ley de Ohm: V = IR. Leyes de Kirchhoff: ΣI = 0 en un nudo y ΣV = 0 en una malla.
- Asociación: serie R = R₁ + R₂; paralelo 1/R = 1/R₁ + 1/R₂. Divisor de tensión: V₂ = V·R₂/(R₁ + R₂).
- Teorema de Thévenin: Vth es la tensión en circuito abierto entre los bornes y Rth la resistencia vista anulando las fuentes (cortocircuitar las de tensión, abrir las de corriente). Norton es su dual.
- Potencia: P = VI = I²R = V²/R.
Corriente alterna
- Valor eficaz: V = Vmáx/√2. Impedancias: R, X_L = ωL, X_C = 1/(ωC); Z = √(R² + (X_L − X_C)²); desfase φ = arctan((X_L − X_C)/R).
- Potencias: activa P = VI cos φ, reactiva Q = VI sen φ, aparente S = VI. La corrección del factor de potencia se hace con condensadores en paralelo.
Componentes
Resistencias (código de colores), condensadores (almacenan carga y bloquean la continua), bobinas, diodos (conducen en polarización directa; el Zener trabaja en ruptura como referencia), transistores BJT (β = Ic/Ib; corte, activa y saturación) y MOSFET, amplificador operacional ideal (V+ = V−, corrientes de entrada nulas) y relés como interfaz de potencia.
Ejemplo resuelto
Circuito de 12 V con R₁ = 6 Ω en serie con R₂ = 3 Ω, del que se quiere el equivalente Thévenin en R₂. Vth = 12 × 3/9 = 4 V; Rth = 6·3/6+3 = 2 Ω. Al conectar una carga RL = 2 Ω: I = 4/(2 + 2) = 1 A y V = 2 V. El modelo Thévenin evita recalcular todo el circuito para cada carga.
Errores que cuestan puntos
- Fallos de signo al plantear las mallas.
- No anular correctamente las fuentes al calcular Rth.
- Confundir el valor de pico con el eficaz.
- Sumar impedancias aritméticamente en alterna.
- Olvidar que un condensador en continua acaba comportándose como circuito abierto.