CIRCUITOS ELÉCTRICOS

Elementos de circuitos eléctricos

Elementos de circuitos eléctricos:

Los elementos de los circuitos eléctricos se dividen en dos grupos.

Elementos pasivos	Elementos activos
resistor, capacitor, inductor	fuente de tensión, fuente de corriente

Los elementos pasivos tienen la característica de que la relación de tensión‑corriente del elemento está definida, un ejemplo inmediato está en el resistor y la ley de Ohm, esta ley define la relación lineal de tensión‑corriente cual es a través de la resistencia.
En los elementos activos la relación de tensión‑corriente del elemento no está defina, es decir, si esta definida su tensión entonces su corriente esta indefinida o viceversa. La magnitud física indefinida dependerá de las condiciones del circuito.

Otra característica importante de los elementos activos es su polaridad, a diferencia de los elementos pasivos que no la tienen.
La polaridad se debe a que en el espacio la tensión eléctrica y la corriente eléctrica tienen sentido, o sea, para un elemento k representado como "una caja negra" cualquiera al cual se aplica una tensión v_k(t) y circula una corriente i_k(t) se observa que:
Convencionalmente a la terminal con mayor potencial eléctrico se le representa con el signo + .
Convencionalmente a la terminal con menor potencial eléctrico se le representa con el signo - .
Convencionalmente la corriente eléctrica circula de la terminal + a la terminal - .
Para evitar confusiones se marca con una señal de sentido (punta de flecha) sobre una terminal del elemento el mismo sentido de la corriente.
Para reforzar se recomienda trazar una raya con señal de sentido (punta de flecha) a la par del elemento, indicando el sentido de la caída de la tensión.
diagrama (D-01)

A esta convención en donde el sentido de la tensión y el sentido de la corriente están en la misma dirección se le llama "Convención Pasiva". Y se utiliza siempre para los elementos pasivos.
Sin embargo, no es siempre el caso para los elementos activos, dado a que para estos elementos activos el ingeniero, profesor, autor, etc. puede apegarse o no apegarse a esta convención.
En todos nuestros documentos se utiliza la "Convención Pasiva" para todo elemento de circuito, o sea, en el elemento pasivo o elemento activo siempre el sentido de la corriente y el sentido de la caída de tensión están en la misma dirección.

Elementos pasivos

Los elementos pasivos son aquellos que inicialmente descargados no aportan energía al circuito, son el resistor, el capacitor y el inductor.

Resistor
Definición de resistor: elemento eléctrico tangible de dos terminales que presenta como principal característica la resistencia eléctrica.
fotografia (F-01)
Definición del resistor con base en la energía; es el elemento eléctrico que transforma la energía eléctrica en energía calorífica.
Definición de la resistencia eléctrica con base a las unidades del SI; m²kg s^-3A^-2
Símbolo eléctrico del resistor
diagrama (D-02)

Para asuntos de comercialización se ha acostumbrado a utilizar el código de colores para resistores el cual se presenta en la siguiente tabla:

Tabla de código de colores
	banda 1	banda 2	banda 3	banda 4
Color	cifra signific.	cifra signific.	multiplicadora	tolerancia
Negro	0	0	1	-
Café	1	1	10	-
Rojo	2	2	100	-
Naranja	3	3	1000	-
Amarillo	4	4	10000	-
Verde	5	5	100000	-
Azul	6	6	1000000	-
Violeta	7	7	10000000	-
Gris	8	8	100000000	-
Blanco	9	9	1000000000	-
Dorado	-	-	0,1	+/- 5%
Plateado	-	-	0,01	+/- 10%
Sin Color	-	-	-	+/- 20%

(I-01)

Capacitor
Definición de capacitor: elemento eléctrico tangible de dos terminales que presenta como principal característica la capacitancia eléctrica.
fotografia (F-02)
Definición del capacitor con base en la energía; es el elemento eléctrico que almacena la energía eléctrica en forma de campo eléctrico.
Definición de la capacitancia eléctrica en base a las unidades del SI; m^-2kg^-1s⁴A²
Símbolo eléctrico del capacitor
diagrama (D-03)

Inductor
Definición de inductor: elemento eléctrico tangible de dos terminales que presenta como principal característica la inductancia o autoinductancia eléctrica.
fotografia (F-03)
Definición del inductor con base en la energía; es el elemento eléctrico que almacena la energía eléctrica en forma de campo magnético.
Definición de la inductancia eléctrica en base a las unidades del SI; m² kg s^-2 A^-2
Símbolo eléctrico del inductor
diagrama (D-04)

Elementos activos

Los elementos activos son aquellos que principalmente aportan energía al circuito, o sea lo excitan.

Fuente de tensión independiente
Definición de fuente de tensión independiente: elemento eléctrico tangible que presenta en sus terminales una tensión eléctrica definida e independiente de cualquier otro parámetro del circuito en que opera.
Símbolo eléctrico
diagrama (D-05)

Fuente de corriente independiente
Definición de fuente de corriente independiente: elemento eléctrico tangible que presenta en sus terminales una corriente eléctrica definida e independiente de cualquier otro parámetro del circuito en que opera.
Símbolo eléctrico
diagrama (D-06)

Fuente de tensión dependiente
Definición de fuente de tensión dependiente: elemento eléctrico tangible que presenta en sus terminales una tensión eléctrica definida, la tensión eléctrica depende de otro parámetro externo a ella pero inherente al circuito en que opera.
Símbolo eléctrico de fuente de tensión dependiente de tensión
diagrama (D-07)
Símbolo eléctrico de fuente de tensión dependiente de corriente
(D-08)

Fuente de corriente dependiente
Definición de fuente de corriente dependiente: elemento eléctrico tangible que presenta en sus terminales una corriente eléctrica definida, la corriente eléctrica depende de otro parámetro externo a ella pero inherente al circuito en que opera.
Símbolo eléctrico de fuente de corriente dependiente de tensión
diagrama (D-09)
Símbolo eléctrico de fuente de corriente dependiente de corriente
(D-10)

Relaciones de tensión‑corriente de cada uno de los elementos pasivos

La relación de tensión v_k y corriente i_k en un resistor ("k" cualquiera) es:
$R_k = \frac{v_k}{i_k}$ . . . (E-01) ley de Ohm

donde R_k es la resistencia del elemento k y su unidad de medición es el ohm. Definiendo la conductancia en términos de la resistencia:
$G_k = \frac{1}{R_k}$ . . . (E-02)

la conductancia tiene como unidad de medición el siemen, entonces también la relación de la tensión y la corriente en un resistor es:
$G_k = \frac{i_k}{v_k}$ . . . (E-03)

La relación de tensión v_k y corriente i_k en un inductor "k" es:
$v_k = L_k\frac{di_k}{dt}$ . . . (E-04)

donde L_k es la inductancia del elemento k y su unidad de medición es el henry. Definiendo la invertancia en términos de la inductancia:
$\Gamma_k = \frac{1}{L_k}$ . . . (E-05)

no hay unidad con nombre para la medición de la invertancia, así que la unidad de medición se toma como henry^-1. Resolviendo y aplicando lo anterior, otra relación de la tensión y la corriente en un inductor es:
$i_k = \Gamma_k \int_0^t v_k\,dt + I_{0k}$ . . . (E-06)

en donde I_0k representa la condición inicial, esto es, la corriente inicial en el elemento.

La relación de tensión v_k y corriente i_k en un capacitor "k" es:
$i_k = C_k \frac{dv_k}{dt}$ . . . (E-07)

donde C_k es la capacitancia del elemento k y su unidad de medición es el farad. Definiendo la elastancia en términos de la capacitancia:
$S_k = \frac{1}{C_k}$ . . . (E-08)

no hay unidad con nombre para la medición de la elastancia, así que la unidad de medición se toma como farad^-1. Resolviendo y aplicando lo anterior, otra relación de la tensión y la corriente en un capacitor es:
$v_k=S_k \int_0^t i_k\,dt + V_{0k}$ . . . (E-09)

en donde V_0k representa la condición inicial, esto es, la tensión inicial en el elemento.

Víctor Alberto Salinas Reyes - 7magico.com .