Circuito

Un circuito es una interconexión de componentes eléctricos (como baterías, resistores, inductores, condensadores, interruptores, transistores, entre otros) que transportan la corriente eléctrica a través de una trayectoria cerrada.

Un circuito Original, que consta de fuentes, componentes lineales (resistencias, condensadores, inductores) y elementos de distribución lineales (líneas de transmisión o cables), tiene la propiedad de la superposición lineal. Además, son más fáciles de analizar, usando métodos en el dominio de la frecuencia, para determinar su respuesta en corriente continua, en corriente alterna y transitoria.

Un circuito resistivo es un circuito que contiene solo resistencias, fuentes de voltaje y corriente. El análisis de circuitos resistivos es menos complicado que el análisis de circuitos que contienen capacitores e inductores. Si las fuentes son de corriente continua, se denomina: «circuito de corriente continua». La resistencia efectiva y las propiedades de distribución de corriente de redes de resistencias arbitrarias se pueden modelar en términos de sus medidas gráficas y propiedades geométricas.​

Un circuito que tiene componentes electrónicos se denomina circuito electrónico. Generalmente, estas redes son no lineales y requieren diseños y herramientas de análisis mucho más complejos.

Elementos de un circuito

Figura 1: Circuito ejemplo.

• Componente: un dispositivo con dos o más terminales en el que puede fluir interiormente una carga. En la figura 1 se ven 9 componentes entre resistores y fuentes.
• Nodo: punto de un circuito donde concurren más de dos conductores. A,B,C,D,E son nodos.C no se considera un nuevo nodo, porque se puede considerar el mismo nodo que A, ya que entre ellos no existe diferencia de potencial o tener tensión 0 (V_A - V_C = 0).
• Rama: porción del circuito comprendida entre dos nodos consecutivos. En la figura 1 hay siete ramales: AB por la fuente, BC por R1, AD, AE, BD, BE y DE. Obviamente, por un ramal solo puede circular una corriente.
• Malla: cualquier camino cerrado en un circuito eléctrico.
• Fuente: componente que se encarga de proporcionar energía eléctrica al circuito entero. En el circuito de la figura 1 hay tres fuentes: una de intensidad, I, y dos de tensión, E1 y E2.
• Conductor: es un objeto de material que permite el libre flujo de corriente,-sin resistencia-, haciendo contacto entre dos o más componentes electrónicos.

Clasificación

Los circuitos eléctricos se clasifican de la siguiente forma:

${\color {Blue}\mathrm {Tipo\;de\;se{\tilde {n}}al} }\quad {\begin{cases}{\mbox{Corriente continua}}\\{\mbox{Corriente alterna}}\end{cases}}$

${\color {Blue}\mathrm {Tipo\;de\;r{\acute {e}}gimen} }\quad {\begin{cases}\mathrm {Corriente\;peri{\acute {o}}dica} \\{\mbox{Corriente transitoria}}\\{\mbox{Permanente}}\end{cases}}$

${\color {Blue}{\mbox{Tipos de componentes}}}\quad {\begin{cases}\mathrm {El{\acute {e}}ctricos} \\\mathrm {Electr{\acute {o}}nicos} \quad {\begin{cases}{\mbox{Digitales}}\\\mathrm {Anal{\acute {o}}gicos} \\{\mbox{Mixtos}}\end{cases}}\end{cases}}$

${\color {Blue}\mathrm {Tipo\;de\;configuraci{\acute {o}}n} }\quad {\begin{cases}{\mbox{Serie}}\\{\mbox{Paralelo}}\\{\mbox{Mixto}}\end{cases}}$

Leyes fundamentales

Véase también: Análisis de circuitos

Las leyes fundamentales que rigen en cualquier circuito eléctrico son:

• Ley de corriente de Kirchhoff: la suma de las corrientes que entran por un nodo debe ser igual a la suma de las corrientes que salen por ese nodo.
• Ley de tensiones de Kirchhoff: la suma de las tensiones en un lazo debe ser 0.
• Ley de Ohm: el flujo de la corriente es directamente proporcional al voltaje, e inversamente proporcional a la resistencia.
• Teorema de Norton: cualquier red lineal que tenga una fuente de tensión o de corriente y al menos una resistencia es equivalente a una fuente ideal de corriente en paralelo con una resistencia.
• Teorema de Thévenin: cualquier red lineal que tenga una fuente de tensión o de corriente y al menos una resistencia es equivalente a una fuente ideal de tensión en serie con una resistencia.
• Teorema de superposición: en una red eléctrica lineal con varias fuentes independientes, la respuesta de una rama determinada cuando todas las fuentes están activas simultáneamente es igual a la suma lineal de las respuestas individuales tomando una fuente independiente a la vez.

Si el circuito contiene componentes no lineales y reactivos, pueden necesitarse otras leyes más complejas. Su aplicación genera un sistema de ecuaciones que puede resolverse ya sea de forma algebraica o numérica.

Componentes básicos

Resistencias: Las resistencias son componentes que limitan el flujo de corriente en un circuito. Están diseñadas para ofrecer una resistencia específica al paso de la corriente eléctrica. Se representan con un símbolo de línea recta ondulada en los diagramas de circuitos.

Condensadores: Los condensadores almacenan y liberan carga eléctrica. Están compuestos por dos placas conductoras separadas por un material dieléctrico. Los condensadores se utilizan en circuitos para almacenar energía, filtrar señales y acoplar circuitos.

Inductores: Los inductores, también conocidos como bobinas o bobinas de choque, almacenan energía en un campo magnético cuando la corriente eléctrica fluye a través de ellos. Los inductores se utilizan para controlar el flujo de corriente y cambiar la impedancia en un circuito.

Fuentes de alimentación: Las fuentes de alimentación proporcionan la energía eléctrica necesaria para que los circuitos funcionen. Pueden ser fuentes de alimentación de corriente continua (como pilas o baterías) o fuentes de alimentación de corriente alterna (como enchufes de pared).

Transistores: Los transistores son dispositivos semiconductores que amplifican o controlan el flujo de corriente en un circuito​. Son esenciales en la electrónica moderna y se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, como amplificadores, interruptores y circuitos digitales.

Diodos: Los diodos permiten el flujo de corriente eléctrica en una dirección y bloquean el flujo en la dirección opuesta. Son ampliamente utilizados en circuitos rectificadores, circuitos de protección y circuitos de conmutación.

Circuitos integrados: Los circuitos integrados (CI) son dispositivos que contienen numerosos componentes electrónicos en un solo chip de silicio. Los CI se utilizan para realizar funciones específicas, como procesamiento de señales, memoria, control de lógica y comunicaciones.

Métodos de diseño

Para diseñar cualquier circuito eléctrico, ya sea analógico o digital, los ingenieros eléctricos deben ser capaces de predecir las tensiones y corrientes de todo el circuito. Los circuitos lineales, es decir, circuitos con la misma frecuencia de entrada y salida, pueden analizarse a mano usando la teoría de los números complejos. Otros circuitos solo pueden analizarse con programas informáticos especializados o con técnicas de estimación como el método de linealización.

Los programas informáticos de simulación de circuitos, como SPICE, y lenguajes como VHDL y Verilog, permiten a los ingenieros diseñar circuitos sin el tiempo, gasto y riesgo que tiene el construir un circuito prototipo.

Si el circuito eléctrico tiene componentes no lineales y reactivos, pueden necesitarse otras leyes mucho más complejas. Al aplicar estas leyes o teoremas se producirá un sistema de ecuaciones lineales que puede resolverse manualmente o por computadora u ordenador.

Véase también

• Circuitos de corriente directa: son aquellos donde la corriente mantiene su magnitud a lo largo del tiempo.
• Circuitos de corriente alterna: son aquellos donde la corriente eléctrica varía cíclicamente.
• Circuito digital: trabaja con señales digitales, como los computadores, los controladores lógicos programables y los relojes electrónicos, entre otros.
• Circuito en serie: conectado secuencialmente.
• Circuito en paralelo: donde todos los componentes coinciden entre sus terminales.
• Circuito integrado: pastilla de material semiconductor, de algunos milímetros cuadrados de área, sobre la que se fabrican circuitos electrónicos.
• Circuitos de señal mixta: contienen componentes analógicos y digitales. Los conversores analógico-digital y los conversores digital-analógico son los principales ejemplos.
• Circuitos de primer orden: contienen solo un elemento que almacena energía.
• Diagrama electrónico: representación pictórica de un circuito.

Enlaces externos

• Wikilibros alberga un libro sobre Circuito.
• Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre Circuito.
• Wikcionario tiene definiciones y otra información sobre Circuito.
• Wikiversidad alberga proyectos de aprendizaje sobre Circuito.
• Curso Interactivo de Circuitos de la Universidad Nacional de Colombia.
• Circuitos de Electrónica.
• Colección de circuitos prácticos completos (GNU).
• Circuitos y Proyectos Electrónicos.
• Tutorial de Teoría de Circuitos de la Universidad de Valladolid.

• Datos: Q132629
• Multimedia: Electrical circuits / Q132629
• Recursos didácticos: Introducción a la Física/Circuitos eléctricos