SISTEMAS ELÈCTRICOS,
VARIABLES FÌSICAS Y
COMPONENTES BÀSICOS
PARTE 1
PROFESOR: ING. OTTO ALVARADO
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SISTEMAS ELÈCTRICOS
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Sistema eléctrico es un conjunto de componentes de
naturaleza eléctrica interconectados entre si para realizar un
fin.
Ejemplos:
- Sistema Eléctrico de un Automóvil.
- Sistema Eléctrico de un Edificio.
- Sistema Eléctrico de una Industria.
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CLASIFICACIÒN DE LOS
SISTEMAS ELÈCTRICOS
Sistema Eléctrico
•Sistema Eléctrico Activo.Tiene al menos un
componente activo.
•Sistema Eléctrico Pasivo.Aquel que solo tiene
componentes pasivos.
Componente de un Sistema Eléctrico.
Menor elemento a desagregar pero que aun cumple con un
fin.
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El átomo no cumple
un fin para un
sistema eléctrico,
por lo tanto NO es
un componente.
¡El menor
componente
de un sistema
eléctrico es el
átomo!
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SUBSISTEMA
Partes del sistema que cumplen con un fin específico.
Ejemplo:
•Subsistema de iluminación.
•Subsistema de tomacorriente.
•Subsistema de protección (breaker, fusibles).
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COMPONENTES ACTIVOS
Producen o generan energía eléctrica a partir de un proceso de
transformación de energía en forma continua o permanente
(Fuentes). Esta energía a transformar no tiene que ser eléctrica.
Ej.:
 Una pila seca de 1.5 [V].
 Una batería de un carro
 Fuentes de energía renovables (solar, eólica).
El capacitor e inductor no cumplen los requisitos de componente
activo, aunque a veces se comportan como fuentes de manera
momentánea.
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En este curso
analizaremos los circuitos
en estado estable, es por
eso que los capacitores e
inductores se asumirán
como elementos pasivos.
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COMPONENTES PASIVOS
Consumen o almacenan energía eléctrica (Resistores,
Capacitores e Inductores).
No existe componente pasivo alguno, que sea capaz de
generar energía.
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VARIABLES FÌSICAS DE
LOS SISTEMAS
ELÈCTRICOS
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CARGA ELÈCTRICA
(q)
Propiedad de la materia que indica un exceso o déficit de
electrones (positiva o negativa).
q  c coulomb
Carga Eléctrica Estacionaria
Carga Eléctrica en movimiento
(variable en el tiempo)
Electrostática
Corriente
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CORRIENTE ELÈCTRICA
La variación de la carga eléctrica en el tiempo se denomina
corriente eléctrica.
i  Lim
t  0
q
t

I(A)
Carga Positiva
q(c)
dq  C 
 Amperios .


dt  S 
t(s)
1
2
1
2
3
4
7
t(s)
1
2
1
2
3
4
5
6
7
8
Carga Negativa
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Cuando la corriente es constante en el tiempo se representara
con la letra I.
+
-
E
i
q
i
+
I
-
+
i
t
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t
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Si la corriente es variable en el tiempo se la denotara
con la letra i(t).
i(t)
t
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ENLACE DE FLUJO
i (t )   (t )   (t )   (t )
Corriente
V 
Campo Magnético

t  0
V 
d
Enlace de flujo
 t   N  Weber
t
V  Lim
Flujo


t
 Ley de Faraday
dt
V  N
d
dt
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VOLTAJE
Para mover una carga de un punto
a otro se realiza un trabajo.
• El Voltaje se calcula entre un par de puntos.
•
Punto con menor
potencial.
• El Voltaje se define como el trabajo por
unidad de carga ejercido por el campo
eléctrico, sobre una partícula cargada, para
moverla de un lugar a otro.
• A los signos (+) y (-) se denomina la
polaridad de Voltaje.
Punto con mayor
potencial
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La tensión es independiente del camino recorrido por la carga,
y depende exclusivamente del potencial eléctrico de los
puntos A y B en el campo.
W  Fe  d  Fe d cos 
 W  Joule 
V 
 Voltio


q  C 
V 
W
q
V 
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V ab  Lim
W
q  0
q
V ab  V a  V b

dW
dq
V 
V a  V aG
Trabajo que se necesita para
traer una carga desde un punto
de Potencial 0 (Tierra)
hasta el punto ”a”.
V G  0 V 
Potencial en Tierra.
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V1 = V2
V1 = -V2
Ambas
polaridades
asignadas son
correctas pero no
son iguales.
V1 = - Vba
V1 = - Vy
Mayor Potencial
Por Convención
Menor Potencial
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Si no tenemos ninguna referencia para
aplicar la convención, vamos a ASUMIR
o SUPONER la polaridad del voltaje.
Esto lo comprobaremos luego de
realizar operaciones, o con una
medición.
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EJEMPLO:
V1
Voltaje V1 con respecto a
TIERRA
V2
12V
V
V
V1G  V1  V G  6 v 
V 2 G  V 2  V G   6 v 
Voltaje V2 con respecto a
TIERRA
V12  V1  V 2  6 v  (  6 v )  12 v 
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OTRO EJEMPLO:
V1
V2
V1G  V1  V G  12 v 
12V
V
V
V 2 G  V 2  V G  0 v 
V12  V1  V 2  12 v  0 v  12 v 
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POTENCIA ELÈCTRICA
p (t ) 
W
t
p ( t )  Lim
W
t  0
p (t ) 
t
dW
dt
p (t ) 
dW
dt

dq
dq

dW
dq

dq
 v (t )  i (t )
dt
 Joule 
p ( t )  v ( t )  i ( t ) Watt   
 VA 

 s 
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W
W
W
t
 p (t )
t
t
P(t)
P(t)
t
t
W
P(t)
t
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t
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ENERGÍA ELÉCTRICA

W

dW 
Wo
p ( t ) dt
0
W  Wo 
W 
t

 p ( t ) dt
t
p ( t ) dt
0
El área bajo la curva
representa la energía.
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VARIABLES DE INTERÉS EN LA
TEORÍA DE LAS REDES
ELÉCTRICAS
De las seis variables físicas en los sistemas eléctricos; q(t) ,
i(t) , v(t) , λ , p(t) , w(t); para el análisis de las redes
eléctricas solo interesan las variables :
Voltaje, Corriente y Potencia (V,I,P)
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i(t)