Fisica_electronica

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TRABAJO COLABORATIVO N°.1 
 
 
 
 
 
 
 
INTEGRANTES: 
Anyi Tatiana Ruiz 
Liliana Andrea Rincón 
Andrés Felipe Guerrero 
Jeyson Andrey Lesmes 
 
 
GRUPO: 100414_59 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Universidad Nacional Abierta y a Distancia 
Física Electrónica 
2016 
 
TRABAJO COLABORATIVO N°. 1 
 
 
 
 
 
 
INTEGRANTES: 
Anyi Tatiana Ruiz 
Liliana Andrea Rincón 
Andrés Felipe Guerrero 
Jeyson Andrey Lesmes 
 
 
 
Presentado a: 
Freddy Téllez 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Universidad Nacional Abierta y a Distancia 
Física Electrónica 
2016 
 
 
TABLA DE CONTENIDO 
 
INTRODUCCIÓN .................................................................................................................. 4 
OBJETIVOS ........................................................................................................................... 5 
OBEJTIVO GENERAL ..................................................................................................... 5 
OBEJTIVOS ESPECIFICOS ............................................................................................. 5 
DESARROLLO DE LA ACTIVIDAD .................................................................................. 6 
Ejercicio 1 ........................................................................................................................... 6 
Ejercicio 2 ........................................................................................................................... 7 
Ejercicio 3 ........................................................................................................................... 9 
Ejercicio 4 ......................................................................................................................... 10 
Ejercicio 5 ......................................................................................................................... 12 
CONCLUSIONES ................................................................................................................ 15 
 
 
 
 
INTRODUCCIÓN 
 
En este trabajo colaborativo buscamos profundizar temáticas importantes y que son la base 
para el desarrollo de trabajos siguientes y del fortalecimiento en nuestras competencias 
cognitivas futuras como ingenieros y desarrolladores de soluciones en esta área. El trabajo lo 
realizamos con base en las investigaciones por cada integrante del grupo, con el fin de 
ampliar conocimientos, integración con el grupo, conocer y aprender más sobre este trabajo 
propuesto. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
OBJETIVOS 
OBEJTIVO GENERAL 
 
Desarrollar los ejercicios propuestos en la guía correspondiente a los fundamentos de 
electricidad. 
 
OBEJTIVOS ESPECIFICOS 
 
 Calcular voltajes en los ejercicios teniendo en cuenta las formulas suministradas en 
la unidad. 
 Calcular resistencia teniendo en cuentas las formulas. 
 Calcular corriente según los conceptos teóricos. 
 Apropiación de los conceptos básicos de electricidad. 
 Analizar y entender a profundidad la ley ohm y su funcionamiento. 
 Hacer uso de los simuladores para afianzar los conocimientos adquiridos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DESARROLLO DE LA ACTIVIDAD 
 
Ejercicio 1 
La disposición de elementos en serie se usa en muchos casos como elemento de 
protección, dado que permite garantizar el funcionamiento de un determinado 
dispositivo de forma segura al exigir el cumplimiento de una o más condiciones antes 
de que pueda ser encendido o iniciado la tarea para la cual ha sido dispuesta. 
 
A partir del siguiente esquema nombre aplicaciones prácticas en las que podría ser 
usado: 
 
 
 
 
 
Sistema de alarma de seguridad para un 
edificio. Se activa el sistema de alarma, 
y luego vuelve al estado de alerta. Estas 
barreras son inmunes a fenómenos 
aleatorios como calefacción, luz 
ambiental, vibraciones, movimientos de 
masas de aire, etc. 
Las invisibles barreras fotoeléctricas 
pueden llegar a cubrir áreas de hasta 150 
metros de longitud (distancias 
exteriores). 
 
 
Ejercicio 2 
A partir del siguiente circuito determine si es serie o paralelo y halle la 
resistencia total (𝑅𝑇), la corriente total (𝐼𝑇), el voltaje entre los puntos (𝑎) 𝑦 (𝑏) 
y la potencia entregada por la fuente de alimentación. Haga la simulación y 
compruebe los resultados obtenidos. 
 
 
Todas las resistencias que tenemos están en serie. Un circuito más ordenado podría 
ser: 
 
 
El dispositivo XMM1, es un multímetro, que nos medirá el voltaje a-b, que está después de 
 
R3 y después de R5. 
Para hallar la resistencia total simplemente sumamos los valores de las resistencias que 
claramente podemos ver están en serie: 𝑅𝑇 = 𝑅1 + 𝑅2 + 𝑅3 + 𝑅4 + 𝑅5 𝑅𝑇 = 1000Ω + 5000Ω + 2000Ω + 3000Ω + 500Ω + 500Ω 𝑅𝑇 = 12000Ω = 12𝑘Ω 
Luego, para hallar el valor de la corriente total, usamos la Ley de Ohm: 
 𝑉 = 𝐼𝑇 ∗ 𝑅𝑇 𝐼𝑇 = 𝑉𝑅𝑇 𝐼𝑇 = 6𝑉12000Ω = 0.0005𝐴 = 0.5𝑚𝐴 
 El voltaje entre los puntos a − b es: 
 𝑉𝑎−𝑏 = 𝐼𝑇 ∗ 𝑅4 + 𝐼𝑇 ∗ 𝑅5 𝑉𝑎−𝑏 = 𝐼𝑇(𝑅4 + 𝑅5) 𝑉𝑎−𝑏 = 0.0005 ∗ (3000 + 500) 𝑉𝑎−𝑏 = 1.75𝑉 
 
Lo que concuerda con la simulación: 
 
 
La potencia entregada por la fuente de alimentación es: 
 𝑃 = 𝑉 ∗ 𝐼𝑇 𝑃 = 6𝑉 ∗ 0.0005𝐴 𝑃 = 0.003𝑊 𝑃 = 3𝑚𝑊 
 
 
Ejercicio 3 
Cuando conectamos un dispositivo electrónico a una fuente de alimentación, 
decimos que este se comporta como una carga para la misma. El siguiente 
diagrama representa la conexión a la fuente de electricidad para 6 computadores 
en una empresa; dispuestos para que desde los mismos puedan ser monitoreadas 
variables como producción, distribución de productos y funcionamiento de los 
aplicativos. 
 
 
Como jefe de área usted debe aprobar el diagrama para hacer la implementación, 
resaltando los siguientes aspectos: 
a. ¿Es correcta la conexión de los equipos? 
La conexión de los equipos es incorrecta, pues el equipo 1 solo tiene conexión a un 
polo. 
b. Bajo las condiciones dadas en el circuito cual sería el comportamiento de cada 
uno de los computadores: ¿encenderían correctamente?, ¿se podrían quemar?, 
¿no encenderían? 
Todos los equipos del 2 al 6 encenderían correctamente, el equipo 1 no encendería. 
 
c. Si hay algún problema de conexión. ¿Qué cambios se deberían hacer en el 
diagrama para garantizar el funcionamiento de todos los equipos? 
El problema de la conexión con PC1 se encuentra en que ambos extremos de la 
alimantación del PC1 estan en el mismo nodo de la fuente, para garantizar que 
funcione, el equipo PC1 debe estar conectado en paralelo como el resto de los 
equipos. 
 
 
 
 
Ejercicio 4 
A partir del siguiente circuito, basado en el anterior diagrama pero 
reemplazando los equipos por resistencias y trabajando en voltaje DC, 
determine si es serie o paralelo y halle la resistencia total ( ), la corriente total 
(𝐼), la potencia entregada por la fuente de alimentación y consumida por cada 
una de las resistencias. 
Tenga en cuenta que debe redibujar el circuito en el simulador. Los valores de 
las resistencias y la fuente de alimentación son los siguientes: 
 𝑉1=10𝑉, 𝑅1=1𝑘Ω 𝑅2=2𝑘Ω 𝑅3=2𝑘Ω R4=5kΩ R5=5kΩ R6=2.5kΩ R7 
 
 
 
 
 
 
 
Existe un paralelo entre las resistencias 2 a 6, y las resistencias 1 a 7 solo están conectadas 
a un solo polo. 1𝑅𝑇 = 1𝑅2 + 1𝑅3 + 1𝑅4 + 1𝑅5 + 1𝑅6 1𝑅𝑇 = 12𝐾Ω + 12𝐾Ω + 15𝐾Ω + 15𝐾Ω + 12,5𝐾Ω 1𝑅𝑇 = 22𝐾Ω + 25𝐾Ω + 12,5𝐾Ω 1𝑅𝑇 = 1𝐾Ω + 25𝐾Ω + 12,5𝐾Ω 1𝑅𝑇 = 1𝐾Ω(5) + 25𝐾Ω(1) + 12,5𝐾Ω(2) 1𝑅𝑇 = 55𝐾Ω + 25𝐾Ω + 25𝐾Ω = 1𝑅𝑇 = 95𝐾Ω 1𝑅𝑇 = 95𝐾Ω = 𝑅𝑇 = 5𝐾Ω9 = 555,5 Ω 
 
𝐼 = 𝑉𝑅 = 10 𝑉555,5Ω = 0,018 𝐴 𝑃 = 𝑉 ∗ 𝐼 = 10 𝑉 ∗ 0,018 𝐴 𝑃 = 𝑉 ∗ 𝐼 = 0,18 𝑊 
Para 𝑅2 𝐼2 = 𝑉𝑅2 = 10𝑉2000Ω = 0,005 𝐴 𝑃2 = 𝐼2𝑅2 = (0,005𝐴)2(2000Ω) = 0,05𝑊 
Para 𝑅3 𝐼3 = 𝑉𝑅3 = 10𝑉2000Ω = 0,005 𝐴 𝑃3 = 𝐼2𝑅3 = (0,005𝐴)2(2000Ω) = 0,05𝑊 
 
Para 𝑅4 𝐼4 = 𝑉𝑅4 = 10𝑉5000Ω = 0,002 𝐴 𝑃2 = 𝐼2𝑅4 = (0,002𝐴)2(5000Ω) = 0,02𝑊 
Para 𝑅5𝐼5 = 𝑉𝑅5 = 10𝑉5000Ω = 0,002 𝐴 𝑃5 = 𝐼2𝑅5 = (0,002𝐴)2(5000Ω) = 0,02𝑊 
Para 𝑅6 𝐼6 = 𝑉𝑅6 = 10𝑉2500Ω = 0,004 𝐴 𝑃6 = 𝐼2𝑅6 = (0,004𝐴)2(2500Ω) = 0,04𝑊 
 
Ejercicio 5 
Diseñe un divisor de voltaje donde una de las resistencias sea fija y la otra sea una 
fotorresistencia y al estar alimentado con 5V, si está de noche encienda un LED 
conectado al voltaje de salida y si es de día éste permanezca apagado. 
 
a. Asuma un valor de 1MΩ en condiciones de oscuridad y de 120Ω en condiciones de 
luz del día (Tenga en cuenta que en el laboratorio debe medir estos valores con ayuda 
del multímetro). 
b. Realice el diagrama del circuito y simule el mismo teniendo en cuenta los dos valores 
de resistencia dados en el punto anterior. 
 
c. Calcule la corriente máxima consumida por el circuito. 𝑅1 𝑂𝑠𝑐𝑢𝑟𝑜 1𝑀Ω 𝑅1 𝑂𝑠𝑐𝑢𝑟𝑜 120Ω 𝑉𝑜𝑙𝑡𝑎𝑗𝑒 𝑑𝑒 𝑆𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 3𝑉 𝑉𝑠 = 𝑅2𝑉𝑒𝑅1 + 𝑅2 
3𝑉 = 𝑅25𝑉𝑅1 + 𝑅2 3(𝑅1 + 𝑅2) = 5(𝑅2) 3𝑀Ω + 3𝑅2 = 5(𝑅2) 5𝑅2 − 3𝑅2 = 3𝑀Ω 2𝑅2 = 3𝑀Ω 𝑅2 = 3𝑀Ω2 𝑅2 = 1,5 𝑀Ω 
 
Condición de oscuridad 𝑉𝑠 = 𝑅2𝑉𝑒𝑅1 + 𝑅2 
𝑉𝑠 = 1.5 𝑀Ω ∗ 5V1𝑀Ω + 1.5𝑀Ω 
𝑉𝑠 = 7.5 𝑉𝑀Ω2.5𝑀Ω 𝑉𝑠 = 3𝑉 
Condición de luz día 𝑉𝑠 = 𝑅2𝑉𝑒𝑅1 + 𝑅2 
𝑉𝑠 = 120Ω ∗ 5V1𝑀Ω + 120𝑀Ω 
𝑉𝑠 = 600 𝑉Ω1000120Ω 𝑉𝑠 = 0.00059𝑉 
Corriente led apagado 𝐼𝑅1+𝑅2 = 𝑉𝑅 
𝐼𝑅1+𝑅2 = 5𝑉2,5𝑀Ω 𝐼𝑅1+𝑅2 = 0.002 𝑚𝐴 
 
Corriente led encendido 𝐼𝑅1+𝑅2 = 𝑉𝑅 
𝐼𝑅1+𝑅2 = 5𝑉1500120Ω 𝐼𝑅1+𝑅2 = 0.0033𝑚𝐴 𝐸𝑠𝑡𝑎 𝑒𝑠 𝑙𝑎 𝑐𝑜𝑟𝑟𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑚𝑎𝑥𝑖𝑚𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑖𝑟𝑐𝑢𝑖𝑡𝑜 
d. Enuncie por lo menos 3 aplicaciones en las que pueda ser empleado el circuito. 
 Encendido de luces en un pasillo. 
 Encendido de luz de emergencia (falta de fluido eléctrico) 
 Alarma de seguridad (con un relevo al revés) 
 
CONCLUSIONES 
 Haciendo uso de las formulas correspondientes se pudo calcular el voltaje, corriente 
y resistencia en los circuitos dados en la guia de actividades. 
 Se pudo establecer diferencias en los conceptos de circuito en serie y paralelo. 
 Se hizo uso del simulador para verificar los calculos obtenidos de manera teórica. 
 Se profundizaron los conceptos teóricos, que dan base al desarrollo de la guia de 
actividades.