Electrónica de Potencia-Elementos de Circuito Lineal

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Los elementos de circuito lineal se refieren a los componentes de un circuito eléctrico que exhiben una relación lineal entre la entrada de corriente y la salida de voltaje. Ejemplos de elementos con circuitos lineales incluyen−

  • Resistencias
  • Condensadores
  • Inductores
  • Transformadores

Para obtener una mejor comprensión de los elementos de circuito lineal, es necesario un análisis de los elementos de resistencia.

Resistencias

Una resistencia es un dispositivo en el que el flujo de una corriente eléctrica está restringido, lo que resulta en una conversión de energía. Por ejemplo, cuando la electricidad fluye a través de una bombilla, la electricidad se convierte en una forma diferente de energía, como calor y/o luz. La resistencia de un elemento se mide en ohmios (& ohmios;).

La medida de resistencia en un circuito está dada por −

$$R=\rho \frac{L}{A}$$

Donde R − resistencia; ρ − resistividad; L − longitud de cable; y A-área de sección transversal del alambre

Símbolo de varias resistencias

Resistencia  Resistencia
Una resistencia variable  Resistencia variable
Un potenciómetro  Potenciómetro

Condensadores

Un condensador se refiere a un dispositivo eléctrico que tiene dos materiales conductores (también conocidos como placas) separados por un aislante conocido como dieléctrico. Utiliza el campo eléctrico para almacenar energía eléctrica. El campo eléctrico se desarrolla cuando el condensador está conectado a una batería, lo que hace que se acumulen cargas eléctricas positivas en una placa y cargas eléctricas negativas en la otra placa.

Cuando la energía se almacena en el campo eléctrico de un condensador, el proceso se llama carga, y cuando se elimina la energía, el proceso se llama descarga. El nivel de la energía eléctrica almacenada en un condensador se llama capacitancia y se mide en faradios (F). Un farad es lo mismo que un coulomb por unidad de voltio dado por 1 C / V.

La diferencia entre un condensador y una batería es que un condensador almacena energía eléctrica, mientras que una batería almacena energía química y libera la energía a un ritmo lento.

Símbolo de Varios condensadores

Los diversos símbolos de un condensador se dan en la siguiente tabla.

Condensador Fijo Condensador Fijo
Condensador Variable Condensador Variable
Capacitor Polarizado Capacitor Polarizado

Inductores

Inductores son dispositivos electrónicos que utilizan el campo magnético para almacenar energía eléctrica. La forma más simple de un inductor es una bobina o un cable en forma de bucle donde la inductancia es directamente proporcional al número de bucles en el cable. Además, la inductancia depende del tipo de material en el cable y el radio del bucle.

Dado un cierto número de vueltas y tamaño de radio, solo el núcleo de aire puede dar como resultado la menor inductancia. Los materiales dieléctricos, que sirven para el mismo propósito que el aire, incluyen madera, vidrio y plástico. Estos materiales ayudan en el proceso de bobinado del inductor. La forma de los devanados (forma de rosquilla), así como las sustancias ferromagnéticas, por ejemplo, el hierro, aumentan la inductancia total.

La cantidad de energía que un inductor puede almacenar se conoce como inductancia. Se mide en Henry (H).

Símbolo de varios Inductores

Inductor fijo  Inductor fijo
Inductor variable  Inductor variable

Transformadores

Esto se refiere a un dispositivo que altera la energía de un nivel a otro a través de un proceso conocido como inducción electromagnética. Por lo general, se utiliza para aumentar o reducir los voltajes de CA en aplicaciones que utilizan energía eléctrica.

Cuando la corriente en el lado primario del transformador es variada, se crea un flujo magnético variado en su núcleo, que se extiende a los devanados secundarios del transformador en forma de campos magnéticos.

El principio de funcionamiento de un transformador se basa en la ley de inducción electromagnética de Faraday. La ley establece que la tasa de cambio del enlace de flujo con respecto al tiempo está directamente relacionada con el campo electromagnético inducido en un conductor.

Un transformador tiene tres partes principales−

  • Devanado primario
  • Núcleo magnético
  • Devanado secundario

Esquema de un transformador

Símbolo de un transformador

Símbolo de transformador

Dispositivos adicionales

Dispositivos electromagnéticos

El concepto de electromagnetismo es ampliamente utilizado en tecnología y se aplica en motores, generadores y campanas eléctricas. Por ejemplo, en un timbre, el componente electromagnético atrae un badajo que golpea la campana y hace que suene.

Controladores

Los controladores son dispositivos que reciben señales electrónicas transferidas de una variable medida en un proceso y comparan el valor obtenido con un punto de control de ajuste. Utiliza algoritmos digitales para correlacionar y comparar funciones.

Sensores

Los sensores se utilizan para determinar la corriente, que varía constantemente para proporcionar retroalimentación con fines de control. La corriente de detección permite lograr una función de convertidor suave y precisa. Los sensores de corriente son críticos en los convertidores, de modo que la información en convertidores paralelos o multifásicos se comparte fácilmente.

Filtros

Los filtros electrónicos también se utilizan para llevar a cabo el procesamiento de señales para eliminar frecuencias no deseadas. Son circuitos analógicos y existen en estado activo o pasivo.

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