Fundamentos de Circuitos Eléctricos: Divisor de Corriente, Potencia, Conversión Delta-Estrella y Divisor de Tensión

Divisor de Corriente

Un divisor de corriente es una configuración presente en circuitos eléctricos que puede fragmentar la corriente eléctrica de una fuente entre diferentes impedancias conectadas en paralelo.

Supóngase que se tiene una fuente de corriente I_C, conectada en paralelo con n impedancias. La polaridad negativa de la fuente I_C debe estar conectada al nodo de referencia. Las impedancias deben cerrar el circuito.

El circuito dual del divisor de corriente es el divisor de tensión.

Ecuaciones del divisor de corriente

Para un divisor de corriente con n impedancias, se tiene un esquema similar a este:

Potencia Eléctrica

La potencia eléctrica es la relación de paso de energía por unidad de tiempo; es decir, la cantidad de energía entregada o absorbida por un elemento en un tiempo determinado (p = dW / dt). La unidad en el Sistema Internacional de Unidades es el vatio o watt.

Cuando una corriente eléctrica fluye en un circuito, puede transferir energía al hacer un trabajo mecánico o termodinámico. Los dispositivos convierten la energía eléctrica de muchas maneras útiles, como calor, luz (lámpara incandescente), movimiento (motor eléctrico), sonido (altavoz) o procesos químicos. La electricidad se puede producir mecánicamente o químicamente por la generación de energía eléctrica, o también por la transformación de la luz en las células fotoeléctricas. Por último, se puede almacenar químicamente en baterías.

Potencia en corriente continua

Cuando se trata de corriente continua (CC) la potencia eléctrica desarrollada en un cierto instante por un dispositivo de dos terminales, es el producto de la diferencia de potencial entre dichos terminales y la intensidad de corriente que pasa a través del dispositivo. Por esta razón la potencia es proporcional a la corriente y a la tensión. Esto es,

(1)

Conversión Delta-Estrella y Estrella-Delta

(Conversión Δ - Υ  y  Υ - Δ)

Con el propósito de poder simplificar el análisis de un circuito a veces es conveniente poder mostrar todo o una parte de un circuito de una manera diferente, pero sin que el funcionamiento general de éste cambie.

Algunos circuitos tienen un grupo de resistencias que están ordenadas formando como un triángulo y otros como una estrella.

Hay una manera sencilla de convertir estas resistencias de un formato al otro y viceversa. No es sólo asunto de cambiar la posición de las resistencias si no de obtener los nuevos valores que estas tendrán.

Configuración Estrella                                    Configuración Delta

Las fórmulas a utilizar son las siguientes:

Divisor de Tensión

Un divisor de tensión es una configuración de circuito eléctrico que reparte la tensión de una fuente entre una o más impedancias conectadas en serie.

Supóngase que se tiene una fuente de tensión V_f, conectada en serie con n impedancias.

Para conocer el voltaje en la impedancia genérica Z_i, se utiliza la ley de Ohm:

Sustituyendo la segunda ecuación en la primera se obtiene que el voltaje en la impedancia genérica Z_i será:

Obsérvese que cuando se calcula la caída de voltaje en cada impedancia y se recorre la malla cerrada, el resultado final es cero, respetándose por tanto la segunda ley de Kirchhoff.

Un circuito análogo al divisor de tensión en el dominio de la corriente es el divisor de corriente.