20: Circuitos Eléctricos
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Objetivos de aprendizaje
- Entiende cómo funciona una batería.
- Entender las reglas de Kirchhoff y cómo aplicarlas.
- Entender cómo modelar un circuito con resistencias y/o capacitores.
- Entender cómo funcionan un amperímetro y un voltímetro, y cómo modelarlos.
En este capítulo, desarrollamos las herramientas para modelar circuitos eléctricos. Esto nos permitirá determinar la corriente y los voltajes a través de diferentes componentes, como resistencias y condensadores, dentro de un circuito. También discutiremos cómo una batería puede proporcionar una corriente a una diferencia de potencial fija, y cómo se pueden construir dispositivos para medir la corriente y los voltajes.
preludio
Si dos tomas de tu casa están conectadas al mismo circuito, ¿las tomas están conectadas en serie o en paralelo?
- serie
- paralelo
- 20.1: Baterías y Circuitos Simples
- Una batería es un componente eléctrico que proporciona una diferencia de potencial eléctrico constante (un voltaje fijo) a través de sus terminales. Luigi Galvani fue el primero en darse cuenta de que cierta combinación de metales puestos en contacto entre sí puede conducir a una diferencia de potencial eléctrico (o mejor dicho, pueden hacer que las patas de una rana muerta se contraigan, que ahora entendemos que es de la diferencia de potencial debido a los metales). Efectivamente, Galvani creó la primera “celda electroquímica”.
- 20.2: Reglas de Kirchhoff
- Las reglas de Kirchhoff corresponden a conceptos que ya hemos cubierto, pero nos permiten modelar fácilmente circuitos más complejos, por ejemplo, aquellos en los que hay más de un camino para que tome la corriente. Las reglas de Kirchhoff se refieren a “cruces” y “bucles”. Las uniones y los bucles dependen únicamente de la forma del circuito, y no de los componentes del circuito.
- 20.3: Aplicando la regla de Kirchhoff a modelar circuitos
- En esta sección, mostramos cómo modelar un circuito usando las reglas de Kirchhoff. En general, se puede considerar que un circuito se modele completamente si se puede determinar la corriente en cada segmento del circuito. Mostraremos cómo se puede aplicar el mismo procedimiento para modelar cualquier circuito que contenga baterías y resistencias.
- 20.4: Medición de corriente y voltaje
- En esta sección, describimos cómo se pueden construir dispositivos para medir corriente y voltaje. Un dispositivo que mide la corriente se llama “amperímetro” y un dispositivo que mide voltaje se llama “voltímetro”. Hoy en día, estos suelen encontrarse dentro del mismo dispositivo físico (un “multímetro”), que también puede medir la resistencia (al medir voltaje y corriente, la resistencia se puede determinar fácilmente). Limitaremos nuestra descripción al diseño de amperímetros y voltímetros analógicos simples.