Electrónica de potencia: elementos de circuito lineal
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:
- Resistors
- Capacitors
- Inductors
- Transformers
Para comprender mejor los elementos del circuito lineal, es necesario un análisis de los elementos de resistencia.
Resistencias
Una resistencia es un dispositivo en el que se restringe el flujo de una corriente eléctrica, 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 (Ω).
La medida de resistencia en un circuito dado está dada por:
$$ R = \ rho \ frac {L} {A} $$Dónde R - resistencia; ρ - resistividad; L- longitud de alambre; yA - área de la sección transversal del alambre
Símbolo de varias resistencias
| Resistor |  |
| Una resistencia variable |  |
| Un 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 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 capacitor, el proceso se llama carga, y cuando se extrae energía, el proceso se llama descarga. El nivel de energía eléctrica almacenada en un condensador se llama capacitancia y se mide en faradios (F). Un faradio es lo mismo que un culombio 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 la libera a un ritmo lento.
Símbolo de varios condensadores
Los diversos símbolos de un condensador se dan en la siguiente tabla.
| Condensador fijo |  |
| Condensador variable |  |
| Condensador polarizado |  |
Inductores
Los inductores son dispositivos electrónicos que utilizan un 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 del cable y del radio del bucle.
Dado un cierto número de vueltas y un tamaño de radio, solo el núcleo de aire puede producir 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 puede almacenar un inductor se conoce como inductancia. Se mide en Henry (H).
Símbolo de varios inductores
| Inductor fijo |  |
| Inductor variable |  |
Transformadores
Esto se refiere a un dispositivo que altera la energía de un nivel a otro mediante un proceso conocido como inducción electromagnética. Por lo general, se usa para aumentar o disminuir los voltajes de CA en aplicaciones que utilizan energía eléctrica.
Cuando se varía la corriente en el lado primario del transformador, 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 la EMF inducida en un conductor.
Un transformador tiene tres partes principales:
- Devanado primario
- Núcleo magnético
- Bobinado secundario
Símbolo de un transformador
Dispositivos adicionales
Dispositivos electromagnéticos
El concepto de electromagnetismo es muy utilizado en tecnología y se aplica en motores, generadores y timbres eléctricos. Por ejemplo, en un timbre, el componente electromagnético atrae un badajo que golpea el timbre y lo hace sonar.
Controladores
Los controladores son dispositivos que reciben señales electrónicas transferidas desde una variable medida en un proceso y comparan el valor obtenido con un punto de control establecido. 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 detección de corriente permite lograr una función de convertidor suave y precisa. Los sensores de corriente son fundamentales en los convertidores, por lo que la información en los convertidores en paralelo o multifase se comparte fácilmente.
Filtros
Los filtros electrónicos también se utilizan para realizar el procesamiento de señales para eliminar frecuencias no deseadas. Son circuitos analógicos y existen en estado activo o pasivo.