EL TIGRE 11 DE ABRIL DEL 2020
CLASE 5.6-7-8-9-10
CIRCUITOS ELECTRICOS ; LEY DE
OHM
Enunciado.¨ La resistencia de un conductor es directamente
proporcional a la diferencia de potencial aplicado a sus extremos e
inversamente proporcional a la intensidad de corriente que circula por él¨.
R = V/ i
RESISTENCIAS EN SERIE Y EN PARALELO
A continuación trataremos de determinar cual es el
comportamiento equivalente de un conjunto de resistencias, ya estén dispuestas
en serie o en paralelo, es decir por qué resistencia debería estar sustituido el conjunto para que
el circuito eléctrico se comportara de igual manera ( Serie o paralelo)
La figura 1
muestra un conjunto de resistencias dispuestas en Serie. Esta disposición se
caracteriza por tener común la intensidad de corriente que atraviesa todas las
resistencias, si falta una de ellas la corriente se interrumpe,
I= i1=
i2 = i3 =……………………in
La diferencia de
potencial entre los extremos de cada una de la resistencia será:
V1
,V2 , V3 ; De
donde V = i.R Entonces
V= i.R1 + i.R2 + i.R3 +…………..i.Rn
Si sustituimos las
resistencias por una cuyo valor podremos afirmar que la resistencia equivalente
de un conjunto de ellas dispuesta en serie posee un valor igual a la suma de
ellas.
Requiv
= R1 + R2 + R3 +……………Rn
La figura 2 Muestra un conjunto de resistencias en paralelo.
Esta disposición se caracteriza por tener común la diferencia de potencial
entre los bornes de cada una igual para todas ellas.
V = V1 = v2
= V3 = V4 =……………..Vn
Si se suprime la corriente en una de las resistencias, la
intensidad de corriente sigue circulando a través de las demás.; la intensidad
de corriente que circula por el conjunto debe ser igual a la suma de las
intensidades que circulan por cada una de ellas. Los valores de las intensidades
circulantes por cada resistencia son : i = i1 + i2 + i3 + i4 +……..in ; por lo tanto, la intensidad de total que
atraviesa el conjunto en paralelo
I = V/R
I = V/R1
+
V/R2 + V/R3 + V/R4 + ……….v/Rn
De esta relación
observamos que: la diferencia de potencial es constante y circula la misma
intensidad de corriente por el conjunto éste deberá ser sustituido por una
resistencia equivalente tal que su inversa sea la suma de las inversas de todas
ellas.
1/Requiv =
1/R1 + 1/R2
+ 1/R3 + 1/R4 +………..1/Rn
La Resistencia equivalente de una distribución en paralelo
es siempre menor que la menor de ellas.
Ejercicio
Calcular la resistencia equivalente de la distribución dada
Calculemos la resistencia equivalente de la distribución.
Como podrán observar no forma una distribución ni en serie ni en paralelo sino
que está constituida por una combinación de ambos. Las resistencias 6 ohm y 4
ohm están dispuestas en paralelo y, por lo tanto, su equivalente tendrá el
valor 1/R4,6 = ¼ohm
+ 1/6ohm de donde R4,6 = 2,4ohm y esta
resistencia esta en serie con la 3 ohm y su equivalente tendrá un valor R4,6,3
= 5,4 ohm. El conjunto está formado por dos ramas en paralelo, la primera rama
constituida por las resistencia 9ohm y la segunda por R4,6,3. La resistencia equivalente total será
1/Requiv =
1/5,4ohm + 1/ 9 ohm
= 0,296 ohm , entonces REQUIV = 3,375 ohm
Medición de intensidades ( i) , diferencia de potencial o tension ( V)
La intensidad que circula por un circuito se mide mediante
un aparato llamado Amperímetro, pues este tiene una resistencia interna muy
pequeña y que deben estar dispuestos en serie con el elemento del circuito en
el que se desea medir ( conocer ) la corriente que lo atraviesa
Figura
La diferencia de potencial o tensión, se mide con el
Voltímetro. Este aparato debe conectarse entre los bornes del elemento , posee
una resistencia interna muy elevada y debe conectarse en paralelo con el
elemento que se desea conocer ( medir) la diferencia de potencial o caída de
tensión.
Figura
Ejercicio Coloque una
V o una A dentro del círculo si el
aparato es un Voltímetro o Amperímetro.
Potencia Eléctrica
(P)
Se acuerdo a los conocimientos anteriores
Vas = W/q ;
q = i.t
Las potencias consumidas por los elementos eléctricos se miden con aparatos denominados vatímetro.
Potencia eléctrica es el trabajo realizado por unidad de
tiempo P = W/t entonces W= V.q
q = i.t
RESOLVIENDO Y SUSTITUYENDO en la formula de P encontramos una relación P = V.i . Es decir que la potencia
es igual al producto de la diferencia de potencial por la intensidad de
corriente a la cual está conectado el conductor. La relación P = V. i en términos de la ley de Ohm nos queda
P = i2. R ó
P = V2/R . La unidad de potencia eléctrica medida es
el vatio o watio
En un circuito eléctrico la resistencia transforma la
energía eléctrica en energía calórica.
Este proceso es llamado efecto joule ( Q) calor desprendido por la resistencia.
Este efecto se resume en una
relación Q = P.t medido en unidades joules o calorías.
Un joule es igual a 0,24 calorias
Ley de ohm para un circuito completo y cerrado
La ecuación R = V/i (
ley de ohm) nos permite calcular la caída de tensión o diferencia de potencial
en los extremos de un conductor para una parte del circuito, Consigamos ahora
alguna expresión para un circuito completo.
Grafico
El generador eléctrico o pila son quienes originan en sus extremos la
caída de tensión y suministra la energía necesaria para que la carga pueda
circular.
FUERZA
ELECTROMOTRIZ O FEM (ε)
Por conocimientos anteriores tenemos fem = W/q
En el circuito la
FEM = Ve + Vi de donde
Ve = i.Re ;
Vi = i.Ri entonces
Fem = i.( Re + Ri)
Re + Ri = Rt
entonces i =
E/Rt cuya relación nos permite
enunciar la ley de ohm para un circuito completo. La intensidad de corriente
que circula a través de todo un circuito es directamente proporcional a la
fuerza electromotriz del generador e inversamente proporcional a la resistencia
total.
La unidad de la FEM son las mismas de la diferencia de
potencial es decir el Voltio. Si la resistencia externa es cero la Fem es igual
a la diferencia de potencial del de los bornes del generador.
Ejercicio resuelto.
*NOTA: YO INEXPERTA LA TOMAR FOTOGRAFÍAS NO PUDE COLOCARLA DERECHA ASÍ QUE SU CUELLO LES VA A DOLER AL LEER LOS EJERCICIOS.
GUÍA DE EJERCICIOS.
Guía de ejercicios contenidos: fuerza electromotriz,
potencia eléctrica , calor y resistencias equivalentes. Son actividades para
ustedes deben resolver y enviar. No tiene calificación solo estoy evaluando
compromiso con la asignatura. Cualquier duda consultar por el correo o por
waasap
1.- Nombra tres fuentes de fem y explica qué
transformaciones de energía ocurre.
2.-¿En que condiciones la diferencia de potencial a través
de los terminales de una batería es igual a la fem? ¿Puede el voltaje de los
terminales exceder a la fem?
3.-La fem de una batería es 12 voltios y su resistencia
interna es 3 ohmios, al conectarla a un circuito circula una corriente de
intensidad 0,5 Amperios ¿Cuál es la diferencia de potencial entre los bornes de
la baterías?
4.-¿Qué es más peligroso, tocar el terminal de una batería
que suministra una corriente de 150Amper o tocar el terminal de un generador de
150 v ¿por qué?
5.-¿Qué energía consume un bombillo de 60 watt durante 2
horas?
6.-La energía que suministra un generador para llevar una
carga de 1 coulomb del polo negativo al polo positivo es de 8 joule. Calcular
la potencia del generador si se conecta a un conductor y hace circular una
corriente de 5 Amper
7. Dos bombillos de 500 watt y 100 watt están hechos para funcionar
a 120 voltios a) Cual de los dos tendrá mayor resistencia? B) ¿Qué potencia
disipará cada uno al conectarlos a 50 voltios?
8.-Por el motor de un ascensor circulan12 A al conectarlo a
240 v y puede subir una carga de 1000 kp con una velocidad de 0,18 m/s . ¿Qué potencia total desarrolla el motor?
9.-Una batería de fem 24 voltios y resistencia interna 4 ohm
está conectado a una resistencia R, un amperímetro intercalado en el circuito
da una lectura de 125 mA ¿ cuál es el valor de la resistencia mostrada en la
figura del circuito? dibujar el circuito ya usted conoce conectar aparato de medicion
10. Calcula la resistencia equivalente entre los puntos a y
b en las siguientes combinaciones
No hay comentarios.:
Publicar un comentario