Corriente Eléctrica. Área Física. Resultados de aprendizaje Aplicar las leyes de Kirchhoff y Ohm en diferentes circuitos de resistencias.

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Rafael Cristóbal Marín Rico
hace 6 años
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Corriente Eléctric Áre Físic esultdos de prendizje Aplicr ls leyes de Kirchhoff y Ohm en diferentes circuitos de resistencis. Contenidos 1. ntroducción teóric. 2. Ejercicios.

1 Corriente Eléctric Áre Físic esultdos de prendizje Aplicr ls leyes de Kirchhoff y Ohm en diferentes circuitos de resistencis. Contenidos 1. ntroducción teóric. 2. Ejercicios. Deo ser Ley de Ohm Est ley estlece que l diferenci de potencil, o voltje, es proporcionl l corriente, y su constnte de proporcionlidd es l resistenci: Leyes de Kirchhoff ) Ley de corrientes: L sum de ls corrientes que entrn l nodo de un circuito dee ser igul ls que slen. Figur 1. Corrientes entrntes y slientes. Pr l Fig. 3, se tiene: En generl, considerndo ls corrientes entrntes como negtivs, se otiene: Servicios Acdémicos pr el Acompñmiento y l Permnenci - PAEP Segund Edición

2 ) Ley de mlls: L sum de ls cíds de voltje (diferencis de potencil) es un circuito cerrdo es cero. ( ) ΔV V V c V d Figur 2. Mll. El voltje en es, pero no está en l mll, entonces no es considerdo. Con cíds de potencil, se tiene: esistenci eléctric L resistenci eléctric determin l fcilidd con que l corriente fluye de un mteril, y se mide en ohmios (de símolo ). Se le denomin resistenci o resistor l componente eléctrico cuy principl crcterístic es su resistenci, es decir, nivel de oposición l pso de l corriente. L mner en que se sumn ls resistencis depende de l configurción del circuito. En un circuito de resistencis conectds en serie, l corriente que ls trvies es l mism pr tods ls resistencis. Por lo que su resistenci equivlente qued: Servicios Acdémicos pr el Acompñmiento y l Permnenci - PAEP Segund Edición

3 ΔV n Figur 3. Circuito de resistencis en serie. L resistenci equivlente de un circuito en serie es siempre myor que l myor de ls resistencis del circuito. En un circuito de resistencis conectds en prlelo, el voltje en cd resistenci es igul l resistenci equivlente es:, y ΔV n Figur 4. Circuito de resistencis en prlelo. L resistenci equivlente de un circuito en prlel es siempre menor que l menor de ls resistencis del circuito. Potenci eléctric L potenci eléctric es l cntidd de energí eléctric que se utiliz en un periodo de tiempo ddo, y se mide en wtts,. En un resistor, l potenci es igul l producto del voltje plicdo sore él y l corriente que lo trvies: Servicios Acdémicos pr el Acompñmiento y l Permnenci - PAEP Segund Edición

4 Fuerz electromotriz Un terí o generdor produce un diferenci de potencil entre sus contctos, crendo un cmpo eléctrico que permite mover crgs eléctrics. Por rzones histórics se denomin fuerz electromotriz, y en el S su unidd es el volt. Un terí rel (fem) siempre tiene un resistenci intern que disminuye su cpcidd de generción, y por ende, l corriente que circulrá. ε r ε r c d Figur 5. Circuito con y sin resistenci. L diferenci de potencil entre y es ; el circuito izquierdo en l Fig. 5 es, pero en l derech el circuito está ierto, por lo que l diferenci de potencil es igul (no circul corriente). L diferenci de potencil entre los terminles de l resistenci es, y es l mism que el voltje de l terí en l Fig. 5, entonces l fem es: Servicios Acdémicos pr el Acompñmiento y l Permnenci - PAEP Segund Edición

5 Ejercicio 1 Si un corriente de fluye trvés del resistor de l Fig. 6 y l fuente de voltje entreg. Cuál es l resistenci del resistor? [A] [V] Figur 6. L corriente circul en el sentido convencionl (como si ls crgs móviles fuern positivs). : Ejercicio 2 Clculr l resistenci de un mnt eléctric que utiliz pr trnsformr en energí. : Servicios Acdémicos pr el Acompñmiento y l Permnenci - PAEP Segund Edición

6 Ejercicio 3 Encontrr l resistenci equivlente del circuito de l Fig. 7, con,, y. [V] Figur 7. Sistem de resistores en prlelo. : Se comienz por sumr ls resistencis en prlelo, y luego se sumn en serie: [V] [V] eq Figur 8. Se ps de un circuito de resistores en prlelo, después uno en serie y finlmente un único resistor. Servicios Acdémicos pr el Acompñmiento y l Permnenci - PAEP Segund Edición

7 Ejercicio 4 Encontrr l relción entre ls potencis de los resistores, y en el circuito de l Fig. 9. A C B D V Figur 9. Circuito de resistencis en serie y prlelo. : Los resistores en l prte superior del circuito tienen un resistenci conjunt de, mientrs que el resistor en prlelo tiene, entonces l corriente que lo trvies es el dole que en los resistores superiores ( y, respectivmente). L corriente que recorre todo el circuito, y, por lo tnto, el resistor, es. Así, ls potencis disipds por cd resistor son: A B C D Figur 10. Corrientes convenientemente elegids recorren el circuito. Y l relción entre ls potencis es Servicios Acdémicos pr el Acompñmiento y l Permnenci - PAEP Segund Edición

8 Ejercicio 5 En un secdor de pelo, un crg de es impulsd por un voltje de por 4 minutos. Cuánt potenci se trnsform? : El secdor de pelo se puede considerr un resistenci, entonces: Donde l corriente es l cntidd de crg que fluye en un determindo tiempo,. A Ejercicio 6 Figur 11. Circuito equivlente de Norton. Clculr el voltje de slid,, y el vlor que deerí tener pr que se cero en el circuito de l Fig. 15, conocido como puente de Whetstone. B [V] C D Figur 12. Puente de Whetstone. : L corriente que ps por y es: Servicios Acdémicos pr el Acompñmiento y l Permnenci - PAEP Segund Edición

9 Entonces el voltje en el punto es. L corriente que ps por y es, y el voltje en el punto es. L diferenci de potencil entre el punto y es: Pr lncer el circuito, hy que hcer que se cero, vrindo - Aplicmos l ley de corrientes en el segmento de ls resistencis, con un resistenci entre los puntos y, por lo que encontrmos ls siguientes relciones: C D out out Figur 13. Corriente que circuln con un resistenci entre los puntos y, pr permitir el pso de l corriente. Aplicndo ley de mlls, se otiene: Cundo el puente (conexión de y ) está lncedo, entonces, entonces e, y ps ser : Servicios Acdémicos pr el Acompñmiento y l Permnenci - PAEP Segund Edición

10 Ejercicio 7 En l Fig. 17 todos los resistores tienen un resistenci de y tods ls fuentes de voltje son ideles y entregn un fem de. Cuál es l corriente trvés del resistor? Figur 14. Circuito lerinto. : Pr evitr l enorme mtriz que result de tods ls mlls del circuito, es mejor uscr un cmino que conteng solo fuentes de voltje y l resistenci, como el de l Fig. 18. Figur 15. L slid. Servicios Acdémicos pr el Acompñmiento y l Permnenci - PAEP Segund Edición

11 De esto result que: L últim fuente de voltje tiene un polridd invers con respecto ls demás en el recorrido, de hí su signo negtivo. Ejercicio 8 Un circuito form un cuo con un resistor en cd rist con un corriente entrndo por un vértice y sliendo por el vértice opuesto, como en l Fig. 19. ) Con rgumentos de simetrí, mostrr que l corriente que ps por culquier resistor es o. Todos los resistores tienen l mism resistenci. ) Mostrr que l resistenci equivlente entre los puntos y es. Figur 16. Circuito de resistores en 3-D. : ) El circuito está en 3D, por lo que es difícil de visulizr. Lo que hy que notr es que por cd un de ls tres rists que se intersectn en el punto dee psr un corriente de, l mism que fluye por cd un de ls rists que se intersectn en el punto. Tmién notr que cd un de ls tres rists que slen de se dividen en dos rists, y como tods ls resistencis son igules, por cd un de ells dee fluir un corriente de. Es más simple verlo sí: Servicios Acdémicos pr el Acompñmiento y l Permnenci - PAEP Segund Edición

12 Figur 17. Corrientes que circuln por cd rist. ) Ls resistencis por ls que ps l mism corriente están en prlelo; o se, hy un grupo de seis resistencis en prlelo, y dos grupos de tres resistencis en prlelo: Figur 18. Configurción de ls resistencis en el cuo. ( ) ( ) ( ) Los tres grupos están conectdos en serie, entonces se tiene que l resistenci equivlente de todo el circuito es: Servicios Acdémicos pr el Acompñmiento y l Permnenci - PAEP Segund Edición

13 r r r r Figur 19. De resistencis en serie un resistenci equivlente. esponsles cdémicos Corregid Editoril PAEP. Si encuentr lgún error fvor comunicrse ciencis.piep@usch.cl Fuentes Nhvi, M., Edminister, J. (2003). Schum s Outline of Theory nd Prolems of Electric Circuits. (4 ed.). Nuev York, Estdos Unidos: McGrw Hill. Serwy,. (1993). Electricidd y Mgnetismo. (3 ntermericn. ed.). México DF, México: McGrw Hill Serwy,., Jewett, J. (2005). Físic pr ciencis e ingenierís. Tomo (6 ed.). Cliforni, Estdos Unidos: Thomson-Brooks/Cole. Servicios Acdémicos pr el Acompñmiento y l Permnenci - PAEP Segund Edición

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