Circuitos eléctricos-Física 2

Vista previa del material en texto

CIRCUITOS ELÉCTRICOS 
ELEMENTOS DE UN CIRCUITO ELÉCTRICO 
Fuente 
R 
- + a b 
a b 
Es la parte del circuito que se opone al 
paso de la corriente eléctrica. 
La fem genera el En (Va > Vb) fem ε 
Resistencia 
Resistores 
http://www.google.com.ar/url?url=http://www.electronica-basica.com/pilas-y-baterias.html&rct=j&frm=1&q=&esrc=s&sa=U&ei=HjRBVeS6IeS0sASs-ICwDQ&ved=0CB8Q9QEwBQ&usg=AFQjCNHLX1qUIoxxuNhtFBpsBhFQF7pDCg
http://www.google.com.ar/url?url=http://autos.starmedia.com/taller-mecanico/consejos-para-comprar-mejor-bateria-para-auto.html&rct=j&frm=1&q=&esrc=s&sa=U&ei=SDVBVbagM-zfsASI2YGoAw&ved=0CCkQ9QEwCg&usg=AFQjCNECHge7mVtKAXt8k5mhAyCy-9GtbQ
http://www.google.com.ar/url?url=http://www.hogarutil.com/bricolaje/tareas/electricidad/199703/como-cambiar-enchufe-estropeado-pared-24285.html&rct=j&frm=1&q=&esrc=s&sa=U&ei=eDVBVaGZMqfPsQSdx4GACA&ved=0CCMQ9QEwAQ&usg=AFQjCNEkB0BrmEXL4FXYACq-s-P8sVge4Q
http://www.google.com.ar/url?url=http://www.cafeteriascafe.com/index/op/sctg/id/licuadoras.html&rct=j&frm=1&q=&esrc=s&sa=U&ei=6jdBVfflFsrlsAT02oGIBQ&ved=0CDcQ9QEwEQ&usg=AFQjCNE7JwZ43IjsPaYWJFFSZ4zSfYq0Hg
https://www.google.com.ar/url?url=https://lastresyuncuarto.wordpress.com/tag/adios-al-foco%E2%80%8F/&rct=j&frm=1&q=&esrc=s&sa=U&ei=ZjdBVe_XIe_LsATQ3YHgDA&ved=0CBUQ9QEwAA&usg=AFQjCNEBOmziz9Oh4OEIQjJ4tb1uK41xuA
http://www.google.com.ar/url?url=http://cortespelo.cl/blog/2012/02/27/uso-del-secador-de-pelo/&rct=j&frm=1&q=&esrc=s&sa=U&ei=tjdBVYj1MsXHsQS3jYGQCg&ved=0CBkQ9QEwAg&usg=AFQjCNHSP97rODWIpePJt6zA1XI-FHUlFQ
Conductores Resistencia nula 
Nudo eléctrico 
Es un punto en el que se unen tres o 
más conductores. 
ELEMENTOS DE UN CIRCUITO ELÉCTRICO 
cables 
http://www.google.com.ar/url?url=http://www.taringa.net/posts/ciencia-educacion/10660359/Conductores-electricos.html&rct=j&frm=1&q=&esrc=s&sa=U&ei=-zlBVfCWCZDdsASp0oDQDw&ved=0CCUQ9QEwCA&usg=AFQjCNHSyiXwsJU3CWnoTGoW7JE-t1HATA
http://www.google.com.ar/url?url=http://www.abysemsac.com/&rct=j&frm=1&q=&esrc=s&sa=U&ei=-zlBVfCWCZDdsASp0oDQDw&ved=0CC0Q9QEwDA&usg=AFQjCNEtXaWW0Zgs42BDXKUpX5F3ikVWxA
http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Cables_soldados.JPG
CIRCUITOS SENCILLOS 
Un circuito eléctrico simple 
está formado por un resistor o 
más, cables conductores y una 
fuente. La flecha representa el 
sentido de la densidad de 
corriente. 
Ecuaciones que se utilizan 
r.IVab  
rR
I



R.IVab 
R
V
RIIV
t
W
P ab
2
2 
- + a b 
d 
c 
I 
ε, r 
- 
+ 
b 
a d 
c 
ε, r 
I 
R 
R 
Resistencia Equivalente 
Es la resistencia que puede reemplazar a una combinación de 
resistencias en un circuito dado, sin alterar la diferencia de 
potencial entre los terminales y la corriente en el resto del circuito. 
eab R.IV 
I
V
R abe 
http://www.google.com.ar/url?url=http://aroyka16.blogspot.es/i2008-10/&rct=j&frm=1&q=&esrc=s&sa=U&ei=T0tBVc6fMKjHsQSt_oGADw&ved=0CCkQ9QEwCjhQ&usg=AFQjCNGYEEkht2WUaGyVK6cnk-qeUtS8vQ
ASOCIACIÓN DE RESISTORES 
Los resistores ofrecen un 
único camino a la corriente 
eléctrica. 
I. Serie 
La intensidad de 
corriente es la misma 
en cada elemento de 
la serie. 
La diferencia de potencial entre 
los extremos de la asociación en 
serie es igual a la suma de las 
diferencias de potencial entre los 
extremos de cada elemento, o sea, 
Vab = Vac + Vcd + Vdb 
ε, r 
Esquema de la asociación 
I 
R1 R
2 
R
3 
b a 
c c` d d` 
a` 
b` 
I 
I 
Propiedades 
Serie 
Resistencia Equivalente ε, r a b 
I 
R e 
Circuito equivalente 
1º - I es la misma para todo el circuito. 
1.RIVax  2xy R.IV  3yb R.IV 
2º - La diferencia potencial entre los terminales a y b 
ybxyaxab VVVV  321ab R.IR.IR.IV 
 
321ab RRR.IV  eab R.IV 
321e RRRR 
La resistencia equivalente de un número cualquiera de resistores 
en serie es igual a la suma de sus resistencias individuales. 
Circuito original 
I 
R 1 R2 R3 
b a 
x y 
ε, r 
ASOCIACIÓN DE RESISTORES 
Los resistores asociados en paralelo 
entre los puntos a y b ofrecen 
caminos diferentes a la corriente 
eléctrica entre estos puntos. 
II. Paralelo 
Propiedades 
La intensidad de corriente 
del circuito es igual a la 
suma de las intensidades de 
corriente en cada uno de los 
resistores del paralelo. En 
símbolos: 
I = i1+ i2 + i3 
La diferencia de potencial entre 
los extremos de cada una de las 
resistencias en paralelo es la 
misma. En símbolos: 
Vab = Va’b’ = Vdd´= Vcc´= Vee´ 
Se muestran tres resistencias 
conectadas a una pila ofreciendo 
tres caminos diferentes a la 
corriente y, debajo, el esquema de 
esta asociación. 
I 
R3 
R2 
R1 
ε, r b a 
c c` 
d d` 
a` 
b` 
e e` 
i1 
i2 
i3 
I 
Paralelo 
Resistencia Equivalente 
1º - 
 
 
 
321 iiiI 2º - 
 
 
 
'ee´cc'ddab VVVV 
321 R
V
R
V
R
V
R
V ´ee´cc´dd
e
ab 
Para un número cualquiera de resistores en paralelo, el 
recíproco de la resistencia equivalente es igual a la suma de los 
recíprocos de sus resistencias individuales. 
I 
i1 
R3 
R2 
R1 
ε, r b a 
c c` 
d d` 
a` 
b` 
e e` 
i2 
i3 
I 
321e R
1
R
1
R
1
R
1

321 R
V
R
V
R
V
R
V ababab
e
ab 
a b 
I 
R e 
Circuito equivalente 
Circuito original 
a) La resistencia equivalente de la asociación en serie es tres veces 
mayor que de la asociación en paralelo. . . 
 
( ) 
b) La intensidad de corriente en el circuito es mayor cuando las 
resistencias están asociadas en paralelo. . . 
 
( ) 
c) En el paralelo, puede asegurarse que la corriente en cada 
resistencia será un tercio de la corriente en el circuito. . . . . . . . . . . 
 
( ) 
d) La corriente en cada resistencia de la serie es V/3.R . . . . . . . ( ) 
e) La potencia disipada en cada resistencia en la asociación serie es 
igual a la potencia disipada en cada resistencia de la asociación en 
paralelo. . . . . . . . 
 
( ) 
f) Si las resistencias en la conexión en serie fueran de distinto valor, 
el valor de la corriente en cada una de ellas podría ser el mismo 
que cuando las resistencias eran iguales. . . . . . . . . . . . . . . 
 
( ) 
2- Tres resistencias de idéntico valor, se asocian en serie y se conectan a 
una fuente, la diferencia de potencial entre sus bornes es V. Luego las 
mismas resistencias se asocian en paralelo y se conectan a la misma 
fuente ideal. Coloque V o F, según corresponda a las siguientes afirmaciones: 
F 
V 
V 
V 
F 
V 
Medidas de intensidades y diferencias de potencial 
En un circuito Mixto 
La intensidad de corriente 
eléctrica se mide con un 
amperímetro colocado en serie. 
(R <<<<<<<) 
Amperímetro - + a b 
d 
c 
i 
ε, r 
A 
Voltímetro 
- + 
a 
b 
d 
c 
i 
ε, r 
V 
La diferencia de potencial entre dos 
puntos se mide con un voltímetro 
colocado en paralelo. (R >>>>>>) 
 
A 
V 
R 
R 
1 
R 2 
4 
R 5 
R 3 
R6 
11- En el circuito de la figura la fuente tiene una f.e.m. de 120 V y una resistencia 
interna de 2  y R1 = 12 , R2 = 20 , R3 = 30 , R4 = 50 , R5 = 30 . 
Determinar: 
a) La intensidad de corriente por R2, 
b) La diferencia de potencial en los extremos de R4, 
c) La energía disipada por la resistencia R3 en 2 min. 
d) La potencia suministrada por la fuente al conjunto de resistencias externas. 
a b
R1 R2
R3 R4
R5
r.IVab  
rR
I
e 


eab RIV .
R
V
RIIV
t
W
P ab
2
2 
ie RRRRR  .....321
ie RRRRR
1
....
1111
321

En el circuito de la figura la fuente tiene una f.e.m. de 120 V y una resistencia interna 
de 2  y R1 = 12 , R2 = 20 , R3 = 30 , R4 = 50 , R5 = 30 . Determinar: 
a) La intensidad de corriente por R2, 
a b
R1 R2
R3 R4
R5
I 
I1 
I2 
I34 
I 
I5 
51 III 
342 III c 
d 
e 
c 
c 
e 
e 
I 
I I 
I2 
I I 
I I 
R34 
R234 Re 
I34 
En el circuito de la figura la fuente tiene una f.e.m. de 120 V y una resistencia interna 
de 2  y R1 = 12 , R2 = 20 , R3 = 30 , R4 = 50 , R5 = 30 . Determinar: 
a) La intensidadde corriente por R2. 
a b
R1 R2
R3 R4
R5
I 
I1 
I2 
I34 
I 
c 
d 
e 
c 
e 
I 
I 
I2 
R34 
I34 
c 
e 
I 
I 
R234 
I 
Re 
2
2
R
V
I ce
234.RIVce 
rR
I
e 


 8050304334 RRR






80
5
80
1
20
1111
342234 RRR


 16
5
80
234R 58301612eR
A
V
I 2
258
120


 VVAVce 3216.2  A
V
I 6,1
20
32
2 


En el circuito de la figura la fuente tiene una f.e.m. de 120 V y una resistencia interna 
de 2  y R1 = 12 , R2 = 20 , R3 = 30 , R4 = 50 , R5 = 30 . Determinar: 
b) La diferencia de potencial en los extremos de R4 
a b
R1 R2
R3 R4
R5
I 
I1 
I2 
I34 
I 
c 
d 
e 
c 
e 
I 
I 
I2 
R34 
I34 
c 
e 
I 
I 
R234 
I 
Re 
434.RIVde 
2
34
34 II
R
V
I ce 
AAAI 4,06,1234 
A
V
I 4,0
80
32
34 


VAVde 2050.4,0 
ó 
11- En el circuito de la figura la fuente tiene una f.e.m. de 120 V y una resistencia interna 
de 2  y R1 = 12 , R2 = 20 , R3 = 30 , R4 = 50 , R5 = 30 . 
c) ¿La energía disipada por la resistencia R3 en 2 minutos? 
a b
R1 R2
R3 R4
R5
I 
I1 
I2 
I34 
I 
c 
d 
e 
c 
e 
I 
I 
I2 
R34 
I34 
c 
e 
I 
I 
R234 
I 
Re 
3
2
3
2
3434
3
R
V
RIIV
t
E
t
W
P
cd
cd  VARIVcd 1230.4,0334 
JsAVtIVE cd 576120.4,0.12343 
  JsAtRIE 576120.30.4,0 23
2
343 
 
Js
V
t
R
V
E
cd
576120
30
12
2
3
2
3 


  JsAtRIE 576120.30.4,0 23
2
343 
11- En el circuito de la figura la fuente tiene una f.e.m. de 120 V y una resistencia interna 
de 2  y R1 = 12 , R2 = 20 , R3 = 30 , R4 = 50 , R5 = 30 . 
d) ¿La potencia suministrada por la fuente al conjunto de resistencias externas? 
e
ab
eab
R
V
RIIVP
2
2  RIVab .
VAVab 11658.2 
WAVIVP ab 2322.116 
  WARIP e 23258.2
22 
 
W
V
R
V
P
e
ab 232
58
116
22



  WARIP e 23258.2
22 
Comenzar resolviendo 1, 2, 5, 6, 7, 8 y 9 
1- Indicar el juicio INCORRECTO referido a un circuito de corriente 
continua: 
A) una red es una conexión más o menos compleja de elementos 
(fuentes, resistencias, capacitores, bobinas, motores, etc.). 
B) la resistencia equivalente, es el valor de la resistencia del único 
resistor que podría sustituir a la asociación de resistores del 
circuito sin alterar la diferencia de potencial en los extremos del 
mismo, ni la distribución de corriente en el resto del circuito. 
C) del principio de conservación de la carga eléctrica, se deduce que 
la suma algebraica de las corrientes en un nudo debe ser cero. 
D) la diferencia de potencial entre los extremos de una asociación en 
paralelo es igual a la suma de las diferencias de potencial entre 
los extremos de cada resistor. 
E) No hay ninguna sentencia incorrecta. 
x 
5- En el circuito de la figura en la que  y  son dos interruptores. Señale el 
juicio CORRECTO. Si se cierra... 
; ri 
 
 
a b 
A) ...ambos interruptores, la corriente en el circuito es menor 
que la que aparece si sólo se cierra el . 
B) ...ambos interruptores, se verifica que Vab <  
C) ...sólo el , se verifica que  < Vab 
D) ...sólo el , circulará corriente nada más que en el resistor 
de abajo. 
E) No hay ninguna opción correcta. 
6- Un circuito está constituido por una fuente de resistencia interna 
despreciable y dos resistencias iguales conectadas en serie. Se agrega al 
circuito una resistencia en serie cuyo valor es la mitad de las anteriores. 
Señale la afirmación INCORRECTA 
A) La corriente en el circuito disminuye. 
B) La diferencia de potencial en los extremos de la asociación permanece 
constante. 
C) La corriente por la nueva resistencia es el doble de la que pasa por las 
anteriores. 
D) La diferencia de potencial en los extremos de la resistencia agregada es la 
menor de todas. 
E) No se puede señalar pues todas son correctas. 
x 
x 
x 
x 
7- Analice los tres circuitos dibujados en los que las fuentes son iguales y sin 
resistencia interna. Todos los resistores son iguales. Puede asegurarse que la 
corriente … 
A)… es la misma en los tres circuitos. 
B)… del circuito (2) es el doble de la que circula por el circuito (1). 
C)… por cada resistencia del circuito (3) es la mitad de la que circula por el 
circuito (1). 
D)… por cada resistencia del circuito (2) es la mitad de la corriente por cada 
resistencia del circuito (3). 
E) Nada de lo anterior puede asegurarse. 
x 
x 
x 
8- Una resistencia de 18 , se conecta a una fuente de 40 V y de 
resistencia interna de 2 . Calcular: 
a) La corriente del circuito 
b)La diferencia de potencial en los bornes (extremos) de la 
fuente. 
c) La diferencia de potencial en los extremos de la resistencia. 
9- Dos resistencias de 12  y 24  se conectan A) en serie y luego 
B) en paralelo, a una misma fuente cuya fem es de 76 V y de 
resistencia interna de 2 .- Calcular en cada una de las 
asociaciones: 
a) La resistencia equivalente. 
b) La corriente eléctrica en cada una de las resistencias. 
c) La diferencia de potencial en los extremos de cada 
resistencia.